Navigare i pericoli della revisione del progetto

Le revisioni di progetto fanno correre un brivido lungo la schiena anche all'ingegnere più esperto. Non importa quanto tempo, sforzo e verifica siano stati investiti, c'è sempre la paura che qualcosa possa essere stato trascurato. Questo documento toccherà alcune semplici tecniche di filtraggio e evidenziazione per aiutare a isolare visivamente componenti e reti critici... tutto nel tentativo di rendere la tua prossima revisione di progetto un po' meno stressante.

INTRODUZIONE

Assicurare la connettività della revisione del progetto PCB è una delle parti più cruciali del design. Se in qualsiasi momento una singola rete è gestita male, ciò può portare a problemi nel prodotto che possono costare una fortuna per mitigare. Non importa quanto buono sia il design teoricamente, si basa fortemente sul testare il prodotto contro diversi ostacoli come il posizionamento dei componenti, eventi termici, rumore e un corretto flusso di progettazione dell'alimentazione.

Il software oggi è il miglior amico di ogni ingegnere per simulare questo tipo di possibili problemi prima della produzione di prototipi e prodotti finali. Questa è una forma di deterrenza che può promuovere la consapevolezza sui problemi e raggiungere il sacro graal della progettazione chiamato "Primo colpo magico".

REALTÀ VIRTUALE DEL PCB

Ogni prodotto inizia con un concetto di come dovrebbe funzionare. Nel grande schema delle cose il prodotto inizia con un progetto schematico dove un'idea verrà trasformata in realtà. Proprio come la nostra anatomia umana ogni punto del nostro corpo eseguirà un compito all'unisono, che cambierà il nostro ambiente e il modo in cui viviamo le nostre vite.

Nel mondo della progettazione schematica dei PCB, la connettività elettrica inizia tipicamente a livello schematico tra i pin dei componenti utilizzando i fili. Tuttavia, per identificare queste connessioni, è buona pratica nominare queste connessioni in modo tale che possano essere facilmente tracciate dalla loro origine alla destinazione finale. Le etichette delle reti sono identificatori amichevoli per l'uomo che permettono a un progettista di collegare punti su un circuito senza effettivamente collegarli fisicamente insieme con un filo.

Una volta completata la struttura di base del progetto nello schema, la sfida successiva è gestire questi elementi nell'ambiente di layout del PCB. I software classici esportano spesso una netlist nell'ambiente PCB, così che i footprint o i decal acquisiscano i nomi delle reti designati sui loro pad di atterraggio rispettati. Con la tecnologia moderna, questo metodo è stato migliorato automatizzando il processo di trasferimento utilizzando il processo ECO diretto che elimina l'esportazione manuale del file della netlist.

Utilizzare strumenti separati per ogni fase del processo di progettazione rende estremamente difficile gestire i dati di progettazione. Ogni strumento ha il proprio modo di modellare il pezzo del puzzle del progetto complessivo. Modelli di componenti diversi, formati di file e netlist, legare tutto ciò insieme può essere un incubo. Il processo di progettazione in Altium Designer è diverso. Che tu stia modificando il tuo schema, disponendo una scheda o anche facendo progettazione FPGA, ad ogni stadio, stai interagendo con un unico modello unificato del progetto. Ogni componente del processo di progettazione in Altium Designer contiene questi dati unificati. È una rappresentazione completa di ciò che un componente è realmente nel mondo reale. Non solo questo modello di dati unificato facilita la sincronizzazione rapida e accurata di ogni parte del progetto, ma significa anche che quando è il momento di rilasciare per la produzione puoi essere sicuro che tutti i tuoi dati di output siano validati, coerenti e pronti per la produzione.

L'AGO NEL PAGLIAIO

Trovare un componente nel layout può essere piuttosto difficile, specialmente se non si sa quali altri componenti dovrebbero essere connessi con quel componente specifico. Altium fornisce una soluzione dove gli utenti possono facilmente personalizzare le opzioni di filtro della vista per mostrare solo i componenti necessari nel flusso di progettazione del PCB. Questo rende l'intero processo di revisione del progetto facile da visualizzare e navigare (Figura 1).

Il vantaggio dell'utilizzo di modelli di dati unificati è che non limita nessuno dal trovare oggetti solo nell'ambiente del Circuito Stampato. La funzione di cross probing permette agli utenti di selezionare un gruppo di componenti dallo schema e poi selezionare automaticamente i loro corrispondenti footprint nell'ambiente PCB.

Figura 1: Altium Designer ti permette di trovare facilmente e rapidamente i componenti nel tuo progetto.

Man mano che il progetto si avvicina al completamento, diventa più difficile realizzare connessioni sul PCB a causa della limitazione di spazio risultante dalle tracce di rame che percorrono l'intera scheda. È essenziale che le informazioni non necessarie siano nascoste, mascherate o filtrate dalla vista. I progetti RF sono un buon esempio di ciò, poiché ci sono certe reti che devono essere trattate con extra precauzione. Identificare le reti che fanno parte del dispositivo di comunicazione è una priorità assoluta e filtrare queste reti può determinare il successo e l'affidabilità del prodotto. Un progettista dovrebbe avere il pieno controllo su quali reti devono essere visualizzate, la lunghezza complessiva della traccia e se ci sono altri pad che non sono connessi.

Figura 2: Le reti, come i circuiti RF, possono essere mascherate e controllate.

Figura 3: I pad per la rete RF selezionata sono evidenziati.

LA SCHEDA VIRTUALE PRIMA DELLA SCHEDA REALE

I progettisti di PCB si affidano tipicamente ai file Gerber per avere un'idea di come la loro scheda apparirà dopo la produzione. Questo è un limite poiché può essere visualizzato solo in 2D. Un buon modo per vedere realmente la scheda è navigare l'interno in 3D, Figura 4, per vedere il percorso delle tracce conduttrici e le loro connessioni tra i layer con vie e pad.

Figura 4: Usando il 3D, puoi vedere i percorsi dei conduttori all'interno della scheda.

La maschera di saldatura può anche essere visualizzata per garantire che sia ottenuta una copertura adeguata, come mostrato nella Figura 5. Si tratta di uno strato sottile simile a una lacca di polimero che di solito viene applicato alle tracce di rame per prevenire l'ossidazione durante il processo di fabbricazione. Un altro uso per questo è prevenire la formazione di gocce di saldatura che possono causare connessioni involontarie tra i conduttori. Questo si chiama ponte di saldatura.

Figura 5: La maschera di saldatura può essere visualizzata, qui in blu.

CONCLUSIONE

Il design dei Circuiti Stampati può essere complesso, ma è assolutamente possibile superare le sfide con l'aiuto dei pannelli di ricerca e filtro. Utilizzando queste funzionalità, sia che tu sia un principiante o un veterano nel design di PCB, l'unico percorso è andare avanti. Qui è dove il tuo strumento di progettazione dovrebbe aiutare a minimizzare i difetti nel design e aumentare la produttività automatizzando il suo ambiente.