Diretrizes imperdíveis de layout de PCB para engenheiros

Como uma etapa preliminar do processo de fabricação de PCB, o layout da PCB é uma das fases mais significativas no projeto de PCB, pois sua qualidade determina essencialmente a do roteamento de PCB, o que afeta ainda mais a confiabilidade e a funcionalidade final das PCBs. Portanto, pode-se concluir que um layout de PCB razoável abre caminho para placas de PCB de alta qualidade. O layout de PCB não razoável, no entanto, pode levar a problemas em termos de funcionalidade e confiabilidade. O layout de PCB bem projetado trará mais conveniências, pois não apenas economiza espaço na superfície do PCB, mas também garante o desempenho do circuito.


O layout PCB vem principalmente em dois tipos, layout interativo e layout automático. De um modo geral, o layout automático é responsável pelo framework com base no qual o ajuste será realizado pelo layout interativo. Durante o layout do PCB, a redistribuição pode ser implementada no circuito da porta de acordo com a situação específica do roteamento. Dois circuitos de porta são trocados, o que se tornará o layout ideal que é mais fácil de usar para roteamento.


Após a conclusão do layout da PCB, algumas informações podem ser rotuladas nos arquivos ou esquemas de design da PCB para que as informações ou dados sobre a PCB sejam consistentes com o descrito nos esquemas. Como resultado, a mudança síncrona pode ser mantida tanto na criação de perfil quanto na modificação do design da PCB. Além disso, a atualização é feita nos dados analógicos e a verificação no nível da placa pode ser implementada no desempenho e nas funções elétricas.

Regras Básicas de Layout de PCB

Basicamente falando, o layout do PCB deve obedecer a duas regras fundamentais:
1). A disposição do PWB deve assegurar a alta qualidade. 2). O layout da placa de circuito impresso deve ter uma aparência limpa e clara, o que permite que o componente seja colocado uniformemente na superfície da placa.


Uma vez que um produto tenha um desempenho agradável em termos dos dois aspectos mencionados acima, ele pode ser considerado perfeito.

Diretrizes práticas de layout de PCB

Diretriz nº 1. O loop deve ser o mais curto possível.


Os loops, especialmente os de alta frequência, devem ser o mais curtos possível. Pequenos loops geralmente apresentam menor indutância e resistência e podem ajudar a reduzir a contagem de sinal acoplado no nó derivado de fonte externa ou transmitido por nó. A indutância pode ser reduzida se o loop estiver localizado no plano de aterramento. Você também pode manter o circuito do amplificador operacional o mais curto possível para evitar ruídos acoplados ao circuito.


Diretriz nº 2. A via térmica deve estar adequadamente localizada.


O Vias transfere calor de uma extremidade da PCB para o outro lado, o que é especialmente útil quando a placa é montada em um dissipador de calor no chassi. Sob tal condição, o chassi dissipará ainda mais o calor. Vias grandes têm melhor desempenho do que vias pequenas na eficiência de dissipação térmica. Várias vias têm um desempenho mais eficiente do que as vias únicas em termos de dissipação térmica e reduzem a temperatura de operação dos componentes. A temperatura de operação mais baixa leva a uma maior confiabilidade.


Diretriz nº 3. Via tamanho e contagem devem ser razoavelmente organizados.


As vias apresentam indutância e resistência. Se você planeja organizar o roteamento de uma extremidade da placa PCB para a outra extremidade e solicitar indutância ou resistência relativamente baixa, várias vias podem ser confiáveis. Vias grandes apresentam menor resistência. Este método funciona especialmente útil quando o capacitor de filtro e o nó de alta corrente estão conectados ao terra.


Diretriz nº 4. Tome cuidado com componentes sensíveis ao calor.


Os componentes sensíveis ao calor devem estar localizados longe dos componentes que geram calor. Os componentes sensíveis ao calor incluem termopar e capacitor eletrolítico. A medição de temperatura possivelmente será afetada quando o termopar estiver localizado próximo à fonte de calor. O capacitor eletrolítico sofrerá uma vida útil reduzida quando o capacitor eletrolítico estiver localizado próximo a componentes que geram calor. Os componentes geradores de calor possivelmente incluem diodos, indutores, diodos, retificador de ponte, MOSFET e resistor cujo calor gerado depende da corrente que flui através deles.


Diretriz nº 5. O capacitor de desacoplamento deve ser cuidadosamente localizado.


O capacitor de desacoplamento deve estar localizado próximo aos pinos de alimentação ou terra do IC para maximizar a eficiência de desacoplamento. A capacitância parasita será causada quando o capacitor for colocado em um local distante. Várias vias devem ser dispostas entre os pinos do capacitor e o plano de aterramento para que a indutância possa ser reduzida.


Diretriz nº 6. A almofada térmica deve ser localizada de forma inteligente.


A configuração da almofada térmica visa tornar a distância o mais pequena possível entre os traços ou preenchimento e os pinos do componente, o que é benéfico para a soldagem. A conexão pequena é curta quando se trata de redução de resistência. Uma vez que as almofadas térmicas nos pinos dos componentes não são aplicadas, a temperatura dos componentes será menor. Uma melhor conexão térmica está disponível conectando traços ou preenchimento, o que ajuda na dissipação térmica. No entanto, é mais difícil soldar ou dessoldar.


Diretriz nº 7. Os traços digitais e de ruído devem estar longe dos circuitos analógicos.


Traços ou condutores paralelos podem levar à geração de capacitância. Os sinais tendem a ser acoplados em circuitos quando os traços estão localizados muito próximos uns dos outros, o que é especialmente verdadeiro para uma frequência relativamente alta. Os traços de alta frequência e ruído devem estar longe daqueles que você não deseja que sejam perturbados pelo ruído.


Diretriz nº 8. A distância entre os traços e a via de montagem deve ser adequadamente organizada.


Deve ser mantido espaço suficiente entre os traços de cobre ou vias de enchimento e montagem para evitar risco de choque. A máscara de solda não é um indutor confiável, portanto, uma distância suficiente também deve ser mantida entre o cobre e qualquer hardware de montagem.


Diretriz nº 9. O solo pode ser perigoso se você prestar pouca atenção a ele no layout do PCB.


O aterramento não é um condutor ideal, portanto, deve-se tomar cuidado ao colocar o aterramento de ruído longe de sinais silenciosos. Os traços de aterramento devem ser grandes o suficiente para transportar a corrente que flui. Colocar um plano de aterramento sob os traços do sinal pode ajudar a reduzir a impedância do traço, que é uma condição ideal.


Diretriz nº 10. A placa PCB deve ser considerada como um dissipador de calor.


Mais cobre deve ser colocado ao redor dos componentes de montagem em superfície para que uma área de superfície extra possa ser fornecida para dissipar o calor, que é um método que traz maior eficiência. Diretrizes semelhantes são até mencionadas nas fichas técnicas de alguns componentes.

Dicas extras de layout de PCB

Depois que o layout da PCB estiver concluído, antes de avançar para a próxima etapa, examine cuidadosamente o layout da sua PCB com base nas dicas a seguir.
1). O tamanho da placa deve ser verificado para se certificar se é compatível com o descrito nos esquemas ou requisitos da técnica de fabricação de PCB e se há marcas fiduciais.
2). Os componentes devem ter a garantia de que não há conflito no espaço bidimensional e tridimensional.
3). Os componentes devem ser verificados para garantir que todos os componentes sejam distribuídos de forma ordenada e uniforme.
4). Componentes que requerem substituição consequente devem ser examinados para garantir que estejam acessíveis para substituição ou modificação.
5). A distância suficiente foi mantida entre componentes sensíveis ao calor e componentes geradores de calor.
6). Os componentes ajustáveis ​​devem ser garantidos para serem ajustados convenientemente.
7). A área de dissipação térmica deve conter o dissipador de calor e o fluxo de ar liso da característica. 8). O fluxo do sinal deve ser suave e a interconexão deve ser a mais curta possível.

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