Diseño de PCB

El diseño de PCB se basa en software CAD (Diseño Asistido por Computadora). Las herramientas varían ampliamente en características y complejidad:

• Herramientas Profesionales (de Pago)
  • Altium Designer, PADS, Allegro, OrCAD
  • Se utilizan para diseños avanzados, de alta velocidad y multicapa.
  • Soportan reglas de enrutamiento complejas, análisis de integridad de señal y simulación.
• Herramientas Gratuitas / de Nivel Básico
  • KiCad, ExpressPCB
  • Buenas para estudiantes, aficionados o diseños simples.
  • Funciones limitadas en comparación con el software profesional.

• Primer paso después de la especificación del diseño del producto.
• Los ingenieros dibujan el esquema del circuito utilizando software CAD.
• Cada componente tiene:
  • Símbolo esquemático (representación lógica).
  • Huella de PCB (diseño físico: dimensiones, almohadillas, agujeros, SMT vs thru-hole).
• Salida: Archivo de lista de conexiones (netlist) que define las conexiones eléctricas.

• Transición del esquema 2D al diseño de la placa 3D.
• Considerar la forma, el tamaño, las restricciones mecánicas y la información de perforación de la placa.
• Colocar los componentes relacionados en grupos lógicos.
• Pasos:
  • Colocación aproximada (verificación de ajuste + agrupación).
  • Colocación de componentes críticos (señales de alta velocidad, partes sensibles).
  • Colocación general, finalizada antes de que comience el enrutamiento.

• Conecta los componentes con trazas de cobre de acuerdo con el esquema.
• Tipos:
  • Rutas críticas primero → señales de alta velocidad, pares diferenciales, redes sensibles al tiempo.
  • Enrutamiento general → conexiones restantes.
• Las trazas pueden cruzar capas usando vías.
• El software CAD aplica Verificaciones de Reglas de Diseño (DRC) para evitar violaciones.
• Salida: Un diseño completo y revisado listo para la fabricación.

Una vez que el diseño de la PCB está finalizado:

• Para Fabricación
  • Archivos Gerber → imágenes de capas (cobre, máscara de soldadura, serigrafía).
  • Archivo NC Drill → información de agujeros.
• Para Ensamblaje
  • BOM (Lista de Materiales) → lista de piezas para el aprovisionamiento.
  • Archivo de pick-and-place → coordenadas para las máquinas de ensamblaje.
  • Netlist → asegura pruebas e inspecciones adecuadas.