Verificación de Reglas de Diseño en el Flujo de Trabajo de Diseño de PCB

Zachariah Peterson
|  Creado: Marzo 23, 2022  |  Actualizado: Octobre 10, 2024
Flujo de trabajo de diseño de PCB

Cada vez que diseñes un PCB y quieras convertirlo en un producto real, tendrás que asegurarte de que el diseño cumpla con las restricciones dentro del proceso estándar de fabricación de PCBs. Esto impone múltiples reglas en cualquier diseño, y el software ECAD hará cumplir las reglas de diseño mientras creas la placa para asegurarte de que obedezcas estas importantes restricciones. La complejidad cada vez mayor de las placas ha hecho casi imposible llevar a cabo el proceso de verificación de reglas de diseño manualmente, por lo que los diseñadores tienen que programar las reglas de diseño correctas en su software CAD para avanzar fácilmente a través del flujo de trabajo de diseño de PCB.

Cada PCB también tendrá algunos requisitos funcionales, y a veces estos están en conflicto con las restricciones de fabricabilidad que los diseñadores deben satisfacer. Para ayudar a asegurar que cumplirás con las restricciones de fabricabilidad en tu PCB, ¿qué reglas de diseño debes hacer cumplir en tu software, y cómo resuelves los conflictos entre función y fabricabilidad? Asegúrate de hacer cumplir las reglas de diseño correctas al principio del flujo de trabajo de diseño de PCB

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Verificación de Reglas en el Flujo de Trabajo de Diseño de PCB

Las DRC deben ocurrir a lo largo del flujo de trabajo de diseño de PCB, pero mantenerse productivo es cuestión de cómo se activan estas. El software ECAD incluye herramientas de verificación de reglas que son completamente o parcialmente automatizadas, y los diseñadores necesitarán configurar sus herramientas de verificación de reglas al inicio de un nuevo proyecto. Antes de comenzar un diseño de PCB, un diseñador debe configurar reglas que caigan en las siguientes categorías de ejemplo:

  • Distancias mínimas entre todos los elementos de cobre y componentes
  • Restricciones de trazas, como longitud total, ancho, enrutamiento, etc.
  • Reglas específicas de capa y de red, como reglas sobre pares diferenciales
  • Reglas de DFA relacionadas con la máscara de soldadura, tamaño de pad, distancias entre pads y espaciado de componentes
  • Claros de borde de placa, vía y mecánicos
  • Definir grupos de redes que requieren sus propios grupos específicos de reglas de diseño
  • Reglas de diseño de alta velocidad relacionadas con el comportamiento de la señal

Todas estas reglas de diseño ayudarán a asegurar que cumpla con la mayoría de los requisitos de DFM, pero gestionar todas estas verificaciones de reglas manualmente es una pesadilla. También involucra a seres humanos, lo que siempre introduce la posibilidad de error. Además de una revisión de diseño manual una vez que el diseño está completado, la verificación de reglas automatizada debería realizarse a lo largo del proceso de diseño de PCB para que los errores puedan ser detectados y corregidos temprano.

Automatización de tu proceso de DRC

En general, tienes tres maneras de pasar rápidamente por la verificación de reglas en el flujo de trabajo de diseño de PCB típico.

  1. Revisión de diseño manual: El diseñador y cualquier parte interesada deben realizar una revisión de diseño de PCB manual para asegurarse de que el diseño cumpla con los requisitos físicos y funcionales de alto nivel. Normalmente, los equipos discutirán y verificarán aspectos funcionales específicos del diseño, como las restricciones mecánicas.
  2. DRC en línea: Siempre debes dejar esto activado durante la fase de diseño y enrutamiento para que puedas asegurarte de que tu placa cumpla con las reglas de diseño que definiste inicialmente. Mientras trabajas en la placa, cualquier violación de las reglas de diseño se resaltará visualmente para que puedan corregirse rápidamente.
  3. DRC exhaustivo: Una vez que el diseño esté completado y estés listo para generar salidas, puedes ejecutar un DRC exhaustivo y generar un informe completo con cualquier violación. Esto verificará contra todas las reglas de diseño definidas en tu proyecto, incluyendo cualquier violación de reglas que pueda haberse pasado por alto durante el diseño y enrutamiento.

Altium Designer contiene el mejor motor de DRC en línea de la industria que funciona mientras utilizas tus herramientas de diseño, así como una característica de DRC integral que genera automáticamente informes de violaciones de reglas. La amplitud de reglas que pueden ser definidas y verificadas usando el motor de DRC en línea en Altium Designer también es extensa. Cuando estés comenzando un nuevo proyecto, asegúrate de definir reglas de diseño de la lista anterior en el motor de DRC.

Definiendo Reglas de Diseño

Todas las reglas de diseño relacionadas con la colocación, fabricación, ensamblaje e incluso funcionalidad eléctrica pueden ser definidas en el motor de Reglas y Restricciones de PCB dentro de Altium Designer. Una vez que hayas determinado las separaciones requeridas, geometría de trazas y límites de enrutamiento, restricciones de ensamblaje y cualquier restricción de diseño personalizada, querrás definir estas dentro de la ventana del Editor de Reglas y Restriciones de PCB antes de comenzar el diseño del PCB.

Definiendo Reglas y Restricciones de PCB en Altium Designer

Verificador de Reglas de Diseño de PCB

Cuando necesitas ejecutar verificaciones de reglas de diseño bajo demanda, puedes usar el Verificador de Reglas de Diseño en Altium para ejecutar un conjunto completo de DRCs en tu PCB. Esto automatiza la verificación de especificaciones lógicas y físicas en tu placa. La herramienta te permite verificar el diseño contra cualquier o todas las reglas de diseño habilitadas. Cualquier error en el diseño se nota en un informe así como se lista en el panel de mensajes. El verificador de reglas de diseño se puede ejecutar en cualquier momento durante el diseño (así como al finalizar). Además, ciertas reglas se pueden habilitar para examinar un área particular de la placa.

Cuando se activa un DRC con esta herramienta, puedes crear un informe que proporciona información detallada sobre cualquier violación de las reglas. Las violaciones de las reglas que podrás ver incluyen qué regla se viola, dónde ocurre la violación, la extensión de la violación (por ejemplo, distancias de separación), y los componentes específicos involucrados por designador de referencia. Si deseas que tu DRC manual se enfoque en conjuntos específicos de reglas de diseño, puedes seleccionarlos en la ventana del Verificador de Reglas de Diseño.

Ensuring Design Integrity with Design Rule Checking (DRC) in Altium Designer  | Altium Designer 18.1 User Manual | Documentation

Configurando el Verificador de Reglas de Diseño en Altium Designer

Los informes como este son muy útiles dentro del flujo de trabajo de diseño de PCB. Los interesados internos y externos pueden necesitar acceder a uno de estos informes para determinar cuándo está bien violar una regla estándar, o cuando la solución entrará en conflicto con los requisitos funcionales. Debido a que puedes acercarte directamente a los componentes afectados en el diseño del PCB, puedes entonces dirigir a tu fabricante o departamento de CAM directamente al problema para que puedan tomar una decisión de DFM. Esto debería hacerse antes de enviar tu placa para un análisis y reporte de DFM independiente con tu casa de fabricación.

Cuando estés listo para optimizar el flujo de trabajo de diseño de PCB estándar con potentes conjuntos de herramientas automatizadas, utiliza las características de CAD en Altium Designer® y el motor de reglas de diseño integrado para asegurarte de que tus placas serán funcionales y fabricables. Tú y tu equipo podrán mantenerse productivos y colaborar eficientemente en diseños electrónicos avanzados a través de la plataforma Altium 365. Todo lo que necesitas para diseñar y producir electrónica avanzada se puede encontrar en un solo paquete de software.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson tiene una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Actualmente brinda servicios de investigación, diseño y marketing a empresas de la industria electrónica. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland y realizó investigaciones sobre la teoría, los materiales y la estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas de láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sensores ambientales y estocástica. Su trabajo ha sido publicado en más de una docena de revistas revisadas por pares y actas de congresos, y ha escrito más de 1000 blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Es miembro de IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society y Printed Circuit Engineering Association (PCEA), y anteriormente se desempeñó en el Comité Asesor Técnico de Computación Cuántica de INCITS.

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