No, Non Voglio Fare Inversione A U: Linee Guida Per Il Routing Delle Tracce PCB

Veder crescere e trasformarsi la propria città è un po' come guardare la fine del proprio telefilm preferito, o vedere un sequel anni dopo l'uscita del primo film. La città in cui sono cresciuto era una città talmente piccola, che gli ingorghi erano spesso causati da automobilisti fermi a chiacchierare. Quando tornai a visitarla, la città era ormai cresciuta: erano state create nuove strade e nuove carreggiate.

Senza dubbio, il traffico è molto più intenso ora che durante la mia infanzia. Ingorghi e incidenti sono sicuramente aumentati, ma un po' di lungimiranza nel piano urbanistico ha evitato che la situazione sfuggisse di mano. Proprio come succede con un PCB, dove una pianificazione adeguata può scongiurare sgradevoli incidenti e sviste destinati a imbottigliare il traffico e causare errori. Per una corretta progettazione del PCB non basta chiamare un vigile o aggiungere un passaggio pedonale. Spesso, per assicurare che il traffico resti fluido e scorrevole, è necessario progettare con largo anticipo, tenendo bene a mente i circuiti di alimentazione e i collegamenti necessari.

Il routing delle tracce richiede la stessa cura di un piano urbanistico. Un routing sbagliato non creerà ingorghi, né farà arrivare in ritardo centinaia di lavoratori, ma potrebbe portare a cortocircuiti. Proprio come un inutile semaforo su una strada a bassa percorrenza, o l’assenza di uno stop prima di un incrocio pericoloso, un routing sbagliato può influenzare la qualità dei giunti di saldatura, mentre le tracce dei layer interni possono causare cortocircuiti. Una buona comprensione del routing delle tracce permette quindi di creare PCB capaci di soddisfare le esigenze di applicazione e utilizzo.

Routing delle tracce PCB: quando procedere con prudenza

Il routing è un po' più complesso di una semplice luce verde, rossa o gialla. Sono infatti molti i fattori che possono influenzare le tracce. Ecco alcuni degli elementi che possono aumentare il rischio di cortocircuiti durante la produzione e il funzionamento:

• Ampiezza della traccia: come per una strada, la larghezza della traccia influisce sulla quantità di corrente che può trasportare. Un sovraccarico può causare parecchi problemi, esattamente come avviene quando un nuovo negozio apre su una piccola strada. A volte le tracce vengono ristrette prima della connessione ad un pad, aumentandone la resistenza, il calore associato e di conseguenza il danno alla scheda. Ridurre la larghezza di una traccia non è generalmente una buona idea.
• Connessioni: incrementare il numero di connessioni a un pad o a un nodo aumenta il rischio di cortocircuito. Le tracce di ramificazione tendono a diventare più vicine l’una all’altra, formando angoli che possono accumulare carica. Le irregolarità nella pasta saldante sono causa comune di componenti inclinati o ponticelli di saldatura. Occorre valutare attentamente qualsiasi collegamento o setting di auto-routing che richieda la connessione di molte tracce su un singolo pad.
• Dimensione del pad: pad più grandi forniscono un margine maggiore di manovra, ma è opportuno anche tener conto della distanza tra i pad. Qui è dove si verificano la maggior parte dei cortocircuiti dei ponti di saldatura. Una distanza maggiore rende più difficile che questo accada.
• Dimensioni uniformi: mantenere dimensioni uniformi dei pad e delle tracce facilita il controllo del progetto e delle regole di progettazione, soprattutto quando si lavora con schede multistrato. Proprio come l'ufficio permessi comunale, le regole possono essere tediose, specialmente quando ci si trova a dover correggere una lista infinita di warnings, ma, solitamente, evitano problemi più gravi.
• Angoli: le curve strette creano punti dove si accumula il potenziale del campo elettrico. Anche se una produzione di qualità può gestire angoli nel routing, un uso eccessivo aumenta il rischio di corti e archi durante il funzionamento. È quindi meglio preferire angoli arrotondati ad ampio raggio.

Routing delle tracce: le migliori prassi

È facile riconoscere chi non è del posto perché tende a viaggiare piano, provocando code e rallentamenti. Allo stesso modo, è più probabile che sia un progettista alle prime armi, ancora poco esperto nel routing delle tracce, a trovarsi con una scheda in cortocircuito. Una volta appurato cosa influisce sul routing delle tracce, diventa molto più facile capire e seguire le prassi migliori per evitare i corti e far funzionare al meglio la scheda. Ecco alcune dritte per eseguire un buon routing delle tracce:

1. Verificare quali siano i limiti, indicati dal produttore, relativi all’ampiezza di traccia e alla spaziatura prima di iniziare il routing.
2. Creare ampiezze di traccia adeguate al carico di corrente.
3. Mantenere tracce più ampie quando non sono richiesti spazi e tracce stretti. È più facile ed economico.
4. Mantenere le tracce corte e dirette, il che è ancora più facile se...
5. Si raggruppano i componenti in modo adeguato sulla scheda.
6. Si evitano angoli acuti nel routing.

Le zone con un'elevata densità di tracce tendono a dare problemi, esattamente come un numero maggiore di auto causa più incidenti. Ostinarsi a inserire tutto in uno spazio ristretto vuol dire aggravare i rischi individuali e scendere a compromessi di progettazione. È fondamentale pianificare il layout in anticipo per ottimizzare il posizionamento delle parti e ridurre al minimo le aree ad alta densità.

Se si deve effettuare un routing ad alta densità, è necessario utilizzare strumenti di progettazione all'altezza del compito. Quando hai bisogno di uno strumento di layout PCB intuitivo e dotato di tutto il necessario per costruire circuiti stampati di alta qualità, quello che ti serve è CircuitMaker. Non solo avrai a disposizione un software di progettazione PCB di facile utilizzo, gli utenti di CircuitMaker hanno anche accesso a uno spazio di lavoro personale sulla piattaforma Altium 365. Qui potrai caricare e archiviare i tuoi dati di progettazione nel cloud e visualizzare facilmente i tuoi progetti tramite il tuo browser, all'interno di una piattaforma sicura.

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