¿Qué es la creación de componentes de PCB?

Todos los dispositivos electrónicos necesitan componentes para funcionar correctamente y es necesario crear modelos de componentes para utilizarlos en programas de CAD. Al crear una PCB deberás tener en cuenta los componentes. Los componentes de las placas de circuito impreso (PCB) contienen conjuntos específicos de datos, que se almacenan en los símbolos de los diagramas esquemáticos, el footprint (o huella) de la PCB y los modelos 3D de cada componente. Todos los componentes de una PCB 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 una PCB y cómo se crean?

La creación de componentes para PCB es fácil y únicamente requiere de algunas herramientas de CAD estándar. Los datos de los componentes se crean dibujando cierta 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 para PCB y algunas de las herramientas de CAD que puedes utilizar en tu software de diseño para crear estos componentes.

• Seleccionar los componentes necesitarás
• Cómo crear bibliotecas de componentes
• Datos de los componentes en el diagrama esquemático y en la disposición de una PCB

Seleccionar los componentes de PCB que necesitas

La selección de los componentes forma parte del proceso de ingeniería front-end, y 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 de PCB deben ser de fácil adquisición, es decir, deben estar en stock y han de poder obtenerse de proveedores autorizados. También necesitarás los datos técnicos de los componentes para poder crear modelos CAD, simulaciones o diseños para carcasas según sea necesario.

Desgraciadamente, aunque encuentres la pieza perfecta para tu placa, es posible que no venga con 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 para que puedas incluirlo en el diseño de tu PCB.

Información importante sobre los componentes de PCB

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

El footprint (huella) de la PCB, por su parte, 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 el diseño 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.

La siguiente tabla resume los datos que deben incluirse en los símbolos esquemáticos y en los footprints de la PCB para que un componente pueda representarse con precisión tanto en los diagramas como en el diseño de la PCB.

Gran parte de la información del símbolo esquemático se reflejará automáticamente en el footprint de la PCB cuando le asignes dicho footprint a un componente. De ese modo, no tendrás que trasladar esa información al footprint. Además, al sincronizar el esquemático y el diseño de la PCB durante una actualización del diseño, la información del símbolo se transferirá al footprint, de manera que los datos de los componentes coincidan siempre en ambos documentos.

El último dato importante que es necesario para un componente de PCB es un modelo en 3D. Aunque dicho modelo no sea 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 el diseño de la PCB.

• Más información sobre la creación de símbolos esquemáticos
• Más información sobre el uso de un asistente para creación de componentes para PCB

Cómo crear bibliotecas de componentes de PCB

Una vez creados los componentes para una 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 al diseño de la PCB. Las bibliotecas son fundamentales para garantizar que cada diseño que necesites crear contenga datos de componentes precisos y actualizados.

• Más información sobre las bibliotecas de componentes
• Más información sobre cómo utilizar la nube para gestionar las bibliotecas de componentes

Datos de los componentes en esquemas y diseños de PCB

Una vez creados los componentes y las bibliotecas, podrás iniciar un nuevo proyecto con estos componentes. Empezar un nuevo proyecto con un conjunto de componentes ya validados es una excelente forma de reducir el tiempo de diseño. Cada vez que necesites reutilizar un componente, basta con extraerlo de la biblioteca que hayas creado y colocarlo en el nuevo esquema donde sea necesario.

Cuando los componentes para el diseño de PCB incluyen modelos en 3D (normalmente con archivos STEP), el diseño puede comprobarse en 3D, a menudo directamente en el software de diseño de PCB. Una vez finalizado el diseño de la PCB, habrá que contrastar los componentes del diseño con respecto a las restricciones mecánicas para garantizar que no haya interferencias o colisiones no deseadas entre los componentes, la propia placa y la carcasa. Los espacios libres y las interferencias pueden comprobarse automáticamente en 3D mediante el uso de las mejores herramientas de diseño de PCB, extrayendo los datos de los diseños en 2D y 3D directamente de las bibliotecas de PCB.

• Más información sobre la creación de diagramas esquemáticos para tus PCB
• Más información sobre la creación de un diseño de PCB a partir de un diagrama esquemático

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