Progettazione dei PCB

September 16, 2025

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Strumenti e Flusso di Lavoro per la Progettazione di PCB
1. Strumenti Software per la Progettazione di PCB

La progettazione di PCB si basa su software CAD (Computer-Aided Design). Gli strumenti variano ampiamente in termini di funzionalità e complessità:

  • Strumenti Professionali (a pagamento)
    • Altium Designer, PADS, Allegro, OrCAD
    • Utilizzati per progetti avanzati, ad alta velocità e multistrato.
    • Supportano regole di routing complesse, analisi dell'integrità del segnale e simulazione.
  • Strumenti Gratuiti / Entry-Level
    • KiCad, ExpressPCB
    • Adatti a studenti, hobbisti o progetti semplici.
    • Funzionalità limitate rispetto al software professionale.
2. Fasi Chiave della Progettazione di PCB
(a) Acquisizione dello Schema Elettrico
  • Primo passo dopo le specifiche di progettazione del prodotto.
  • Gli ingegneri disegnano lo schema elettrico utilizzando il software CAD.
  • Ogni componente ha:
    • Simbolo schematico (rappresentazione logica).
    • Footprint PCB (layout fisico: dimensioni, pad, fori, SMT vs thru-hole).
  • Output: File netlist che definisce le connessioni elettriche.
(b) Posizionamento dei Componenti
  • Transizione dallo schema 2D al layout della scheda 3D.
  • Considerare la forma, le dimensioni, i vincoli meccanici e le informazioni sui fori della scheda.
  • Posizionare i componenti correlati in gruppi logici.
  • Fasi:
    • Posizionamento approssimativo (controllo dell'adattamento + raggruppamento).
    • Posizionamento dei componenti critici (segnali ad alta velocità, parti sensibili).
    • Posizionamento generale, finalizzato prima dell'inizio del routing.
(c) Routing
  • Collega i componenti con tracce di rame in base allo schema elettrico.
  • Tipi:
    • Percorsi critici per primi → segnali ad alta velocità, coppie differenziali, reti sensibili ai tempi.
    • Routing generale → connessioni rimanenti.
  • Le tracce possono attraversare i layer utilizzando le vias.
  • Il software CAD applica i controlli delle regole di progettazione (DRC) per prevenire violazioni.
  • Output: Un layout completo e revisionato pronto per la produzione.
(d) Output di Produzione

Una volta finalizzata la progettazione del PCB:

  • Per la Fabbricazione
    • File Gerber → immagini dei layer (rame, maschera di saldatura, serigrafia).
    • File NC Drill → informazioni sui fori.
  • Per l'Assemblaggio
    • BOM (Bill of Materials) → elenco delle parti per l'approvvigionamento.
    • File Pick-and-place → coordinate per le macchine di assemblaggio.
    • Netlist → garantisce test e ispezioni adeguati.