¿Qué es la creación de componentes de PCB?

Zachariah Peterson
|  Creado: September 7, 2021  |  Actualizado: October 15, 2021
¿Qué es la creación de componentes de PCB?

Todos los dispositivos electrónicos necesitan componentes para funcionar correctamente. Y, para ello, es necesario crear modelos de componentes que se puedan utilizar en programas de CAD. Los componentes de las placas de circuito impreso (PCB) contienen conjuntos específicos de datos. Estos se almacenan en los símbolos de diagramas esquemáticos, footprint (o huella) del PCB y los modelos 3D del componente. Todos los componentes deben incluir esta información para que puedan mostrarse, colocarse y enrutarse dentro del diseño de la PCB. Una pregunta que siempre surge es: ¿qué son exactamente cada una de estas características de los componentes de PCB? ¿Cómo se crean?

La creación de componentes de PCB es fácil y únicamente requiere de algunas herramientas de CAD estándar. Los datos de los componentes se crean dibujando información específica en una aplicación de CAD. Y, dichos datos, se almacenan en una biblioteca para su reutilización en futuros proyectos. En este artículo, analizaremos más a fondo la creación de componentes de PCB. Además, repasaremos algunas de las herramientas de CAD que puedes utilizar en tu software de diseño para crear estos componentes.

Selecciona los componentes que necesitarás

La selección de los componentes forma parte del proceso de ingeniería de carga frontal. Se basa en tener acceso al conjunto adecuado de datos de la cadena de suministro y a las especificaciones eléctricas de los componentes a utilizar. Todos los componentes que elijas para la placa han de ser de fácil adquisición. Es decir, deben estar en existencia y han de poder obtenerse de proveedores autorizados. También necesitarás los datos técnicos de los componentes para poder crear los modelos CAD, simulaciones o diseños para carcasas.

Desgraciadamente, aunque encuentres la pieza perfecta para tu placa, puede que no venga con un símbolo o footprint incluido. En ese caso, tendrás que crear los datos de CAD manualmente. El software de diseño de PCB cuenta con funciones que permiten crear las piezas básicas de cualquier componente electrónico. Estas piezas las podrás incluir sin problema en el diseño de tu PCB.

Información importante en los componentes de PCB

Las dos partes básicas de cualquier componente son un símbolo esquemático y un footprint para PCB. Los símbolos esquemáticos se utilizan en la ingeniería de carga frontal para definir la conectividad en los diagramas esquemáticos. Esto definirá las redes correspondientes en el diseño de la PCB. Los símbolos esquemáticos no contienen ninguna información sobre el aspecto físico de un diseño, sino únicamente las conexiones eléctricas que deben reflejarse en una PCB.

el símbolo esquemático de un componente para su creación
Símbolo esquemático de un componente. de un componente.

El footprint (huella) de la PCB incluye las características físicas necesarias para mostrar el componente en un dibujo en 2D. La información contenida en el footprint de la PCB se utilizará posteriormente para crear archivos Gerber y datos de montaje para la disposición de la PCB. Los datos que incluyas en el footprint de tu PCB deben reflejar con exactitud la información de los pads y del encapsulado que aparecen en las fichas técnicas de los componentes.

huellas de componentes de PCB
Huellas de componentes de PCB. La huella de este componente DIP muestra el contorno del componente en la capa de serigrafía y los agujeros utilizados para montar el componente.

La siguiente tabla resume los datos que deben incluirse en los símbolos esquemáticos y en los footprints de la PCB. Con ellos, el componente podrá representarse con precisión tanto en los diagramas como en el diseño de la PCB.

Información del componente

Símbolo esquemático

Footprint de PCB

Número de pieza del fabricante

X

 

Información del proveedor

X

 

Land pattern

 

X

Contorno del encapsulado

 

X

Designación del pin

X

X

Nombre del pin

X

X

Información de serigrafía

 

X

Datos de la máscara de soldadura

 

X

Definiciones de E/S en los pines

X

 

El último dato importante que es necesario para un componente de PCB es un modelo en 3D. Si bien no es imprescindible para poder fabricar una PCB, los diseños modernos suelen requerir cierto nivel de comprobación mecánica y de visualización en 3D. Las herramientas de MCAD pueden utilizarse para el diseño de la carcasa, la comprobación de interferencias mecánicas y la creación de una forma para la placa que albergará la disposición de la PCB.

elementos que incluye un componente de PCB
Un componente incluye estos elementos importantes: un símbolo esquemático, una huella de PCB y un modelo 3D.

Cómo crear bibliotecas de componentes

Una vez creados los componentes de PCB, estos suelen recogerse en una biblioteca. Gracias a las bibliotecas, un diseñador puede incluir todos los datos de los componentes necesarios para el diseño de una PCB, así como un conjunto de diagramas esquemáticos, en un único archivo. Así, los datos de los componentes pueden compartirse con un colaborador, un fabricante o un cliente en caso de necesidad.

Las bibliotecas pueden contener símbolos esquemáticos, footprints o componentes completos (tanto símbolos como footprints de PCB). Muchas empresas que necesitan hacer seguimiento a miles de componentes en múltiples proyectos optan por contratar a técnicos especializados en la gestión de bibliotecas de PCB, a tiempo completo. El trabajo de esta persona consiste en garantizar que todos los datos de los componentes sean precisos y estén actualizados antes de su inclusión en nuevos proyectos. Es imprescindible comprobar la exactitud y la obsolescencia de los datos de los componentes para poder obtener nuevos diseños a la escala adecuada cuando sea necesario.

Una vez creados los componentes y verificados los datos del diseño, es el momento de añadir dichos componentes a los diagramas esquemáticos y a la disposición de la PCB. Las bibliotecas son fundamentales para garantizar que cada diseño que necesites crear contenga unos datos precisos y actualizados para todos sus componentes .

Datos de los componentes en el diagrama esquemático y en la disposición de una PCB

Una vez creados los componentes y las bibliotecas, podrás iniciar un nuevo proyecto con dichos componentes. Empezar un nuevo proyecto con un conjunto de componentes ya validados es una excelente manera de reducir el tiempo de diseño. Cada vez que necesites reutilizar un componente, simplemente extráelo de la biblioteca que hayas creado y colócalo en el nuevo esquema allá donde lo necesites.

Las bibliotecas pueden contener símbolos esquemáticos, footprints o componentes completos (tanto símbolos como footprints de PCB). Muchas empresas que necesitan hacer seguimiento a miles de componentes en múltiples proyectos optan por contratar a técnicos especializados en la gestión de bibliotecas de PCB, a tiempo completo. El trabajo de esta persona consiste en garantizar que todos los datos de los componentes sean precisos y estén actualizados antes de su inclusión en nuevos proyectos. Es imprescindible comprobar la exactitud y la obsolescencia de los datos de los componentes para poder obtener nuevos diseños a la escala adecuada cuando sea necesario. Una vez creados los componentes y verificados los datos del diseño, es el momento de añadir componentes a los diagramas esquemáticos y a la disposición de la PCB. Las bibliotecas son fundamentales para garantizar que cada diseño contenga unos datos precisos y actualizados para todos los componentes.

componentes de PCB
Altium Designer permite a los usuarios ver sus componentes en un diseño de PCB en 3D.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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