El diseño de circuitos electrónicos pequeños requiere grandes cantidades de atención

Con la introducción regular de nuevos impuestos ante el aumento del costo de vida, solo es cuestión de tiempo antes de que los consumidores sufran efectos en cadena. Me irrita cuando mis restaurantes locales favoritos aumentan los precios o recurren a reducir el tamaño de sus porciones. Por supuesto, preferiría que las cosas se mantuvieran igual, pero al menos puedo satisfacer mi hambre pagando un poco más.

En electrónica, los diseños de PCB también se están haciendo más pequeños, justo como mi plato favorito de pasta. A medida que las empresas de electrónica intentan incorporar cientos de funciones en PCBs cada vez más pequeños, los diseñadores de hardware son llevados al límite. Se espera que los ingenieros eléctricos diseñen utilizando un PCB más pequeño mientras aseguran que el dispositivo PCB esté libre de cualquier problema funcional. Debido al creciente número de desafíos involucrados en el diseño de PCB, es importante aprender cómo optimizar tu Placa de Circuito Impreso para un diseño de componentes compacto desde el principio.

Consejos útiles para el Diseño de PCB Compacto

Cuando te dicen que tu PCB debe caber en una carcasa de dispositivo increíblemente pequeña, aquí tienes algunos consejos importantes que puedes seguir:

1. Usa Componentes de Menor Tamaño

Los paquetes grandes como una resistencia 0805 pueden facilitar el prototipado manual pero no tienen cabida en el diseño de circuitos electrónicos compactos. Encuentra los componentes montados en superficie más pequeños que tu ensamblador pueda manejar y úsalos en tu diseño de circuito impreso. Usar un microcontrolador como el Quad Flat Package (QFP) con cientos de pines puede ocupar un espacio precioso en el PCB. Cambia los componentes más grandes por un paquete de Ball Grid Array (BGA).

Ahorra más espacio con componentes BGA.

2. Trazar con Pistas y Tamaños de Agujero Menores

La mayoría de los fabricantes de PCB pueden manejar pistas tan delgadas como 4 mils. Aprovecha esa capacidad y haz tus pistas más pequeñas siempre que sea posible. Hay, por supuesto, excepciones a esto. Las pistas de potencia y la antena microstrip necesitan ser diseñadas de acuerdo a los valores calculados. Lo mismo también se aplica a los tamaños de perforación para vías o pads. Ahorrarás una gran cantidad de espacio optimizando ambos.

3. Organizar los Designadores Sistemáticamente

Es tentador eliminar designadores para hacer espacio para pistas y componentes. Esa no sería una elección sabia. En su lugar, haz los designadores más pequeños y organízalos en grupos más pequeños. Asegúrate de que la disposición refleje los componentes en un orden sistemático. Esto también facilita el rastreo de una parte dentro de un PCB densamente poblado.

4. Diseño de PCB Multicapa

Cuando el número de pistas impide que tu diseño quepa en un tamaño dado, aumenta el número de capas del PCB. Los PCB multicapa generalmente son más caros que el diseño estándar de 2 capas. Puedes comenzar trasladando los planos de alimentación y tierra a capas internas, creando un PCB de 4 capas. Si eso aún es insuficiente, puedes aumentar el conteo de capas mientras mantienes las capas de señal separadas por planos de tierra para minimizar la interferencia.

5. Sé Creativo con las Vías

El enrutamiento en un PCB compacto puede resultar en un alto número de vías. Y cuando tienes múltiples capas de señal, las vías ordinarias son más un obstáculo que una ayuda. Usa vías ciegas o enterradas para ahorrar espacio en ambos lados de tu PCB. Esto aumentará el costo de tu PCB pero también podría marcar la diferencia en el enrutamiento exitoso de un diseño compacto.

6. Técnicas eficientes de gestión térmica

Es bastante inútil dedicar tiempo valioso a empaquetar componentes de manera compacta en un PCB solo para que el PCB dure una semana debido a problemas de calor. Este es uno de los principales desafíos que afectan al diseño de PCB compactos. Para minimizar los problemas de calor, transfiere el entorno de los componentes que emiten calor a disipadores de calor del PCB. Coloca suficientes vías térmicas para dispersar el calor de manera eficiente. Si es necesario, usa un PCB más grueso para prevenir un rápido aumento de temperatura.

Las cosas pueden calentarse con PCB compactos.

7. Realiza una Prueba Rápida de Enrutabilidad

Una vez cometí el error de perder días intentando enrutar un PCB físicamente imposible que simplemente no tenía suficiente espacio para el enrutamiento. Eso fue cuando el software de diseño de PCB no estaba equipado con características inteligentes de autoruteo. Hoy en día, puedes evitar fácilmente esta frustración permitiendo que el software autorutee todo el diseño para demostrar que técnicamente es enrutable. Es probable que, si el software es capaz de completar el enrutamiento en un tiempo razonable, podrás enrutarlo usando las reglas de diseño preestablecidas más adelante.

Si quieres diseñar eficientemente un PCB compacto y optimizar tus posibilidades de éxito, un gran software de diseño de PCB ayuda. Altium Designer^® te permite probar la capacidad de enrutamiento y ajuste mientras simplifica la configuración y colocación de vías ciegas en tu diseño. También puedes personalizar los tamaños de pistas y agujeros para señales específicas.

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