No, Non Voglio Fare un'Inversione a U: Linee Guida per l'Instradamento delle Tracce PCB

Veder crescere la propria vecchia città può essere come assistere alla fine dei propri programmi preferiti in TV, oppure guardare un sequel anni dopo l'uscita di un buon film. La città in cui sono cresciuto era disposta su una griglia di strade così larghe che non c'era nemmeno il bisogno di parcheggiare in doppia fila in centro. Era una città talmente piccola che gli ingorghi erano causati, anziché da incidenti, da due persone in auto differenti che si fermavano per parlare tra loro. Quando ci sono tornato, la mia città era cresciuta. Il grande parcheggio era stato convertito in una corsia aggiuntiva. 

Metaforicamente, ma anche letteralmente, la mia città attira molta più corrente rispetto a quando ero piccolo. Il traffico e gli incidenti sono sicuramente aumentati, ma qualche previsione nella pianificazione della città ha fatto sì che le cose non diventassero troppo complicate. Un po' come con un PCB, in cui una pianificazione appropriata può evitare pericolosi incidenti e sfortunati errori di progettazione che blocchino il traffico. Una corretta progettazione PCB non riguarda solo il piazzamento di un vigile urbano su un attraversamento pedonale. Spesso, al fine di garantire che il flusso del traffico rimanga ad un livello tollerabile e fluido, si ha l'esigenza di progettare con grande anticipo, quando si conoscono i circuiti di alimentazione e le connessioni dei componenti necessarie. 

Per la progettazione del suo PCB, un instradamento delle tracce adeguato richiede la stessa cura che si ha per la pianificazione della città. Certo, un instradamento della traccia inadeguato non causerà incidenti stradali o centinaia di persone in ritardo sul proprio lavoro, bensì con cortocircuiti. E' come se avesse un semaforo con una durata inutilmente lunga su una strada con traffico relativamente basso, oppure se non avesse un segnale di stop prima di un incrocio trafficato: l'instradamento impreciso della traccia può influire sulla qualità dei giunti di saldatura e le tracce sugli strati interni possono causare, anch'essi, dei cortocircuiti. Con una solida conoscenza dell'instradamento delle tracce, lei sarà meglio attrezzato per progettare il suo PCB ottimale per la quantità di traffico in arrivo. 

^{E' necessario evitare di instradare come in questo incrocio. Troppe connessioni su uno stesso nodo possono aumentare il rischio di cortocircuiti.}

Quando Mettere i Freni con l'Instradamento delle tracce PCB

L'instradamento delle tracce non è semplicemente questione di “luce rossa, luce gialla, luce verde”. Lo sa che la luce gialla ha una dozzina di significati diversi a seconda del guidatore che la vede? Allo stesso modo, sono molti i fattori che possono influenzare le tracce. Tutti i fattori elencati qui di seguito possono influenzare la probabilità di cortocircuiti durante la produzione e il servizio: 

• Larghezza della traccia: Così come la larghezza di una strada, anche la larghezza della traccia influisce sulla quantità di corrente che può trasportare. Il sovraccarico di corrente causa numerosi problemi, proprio come quando una nuova attività commerciale apre su una piccola strada. A volte, le tracce vengono ristrette prima della connessione a un pad, che aumenta la resistenza e il riscaldamento associato, quindi i danni alla scheda. Quindi, ridurre la larghezza di una traccia generalmente non è una buona idea.

• Connessioni: Aumentare il numero di connessioni che vanno a un pad o un nodo, aumenta altresì il rischio di cortocircuito. Le tracce di ramificazione sono probabilmente più vicine tra loro, con più angoli per accumulare carica. La pasta per saldatura non uniforme, inoltre, porta a componenti inclinati o ponti di saldatura irregolari. Dovrebbe valutare con molta attenzione il rendimento di ogni rete o autorouter che richieda la connessione di molte tracce su un singolo pad. 

• Dimensione del pad: I pad più grandi offrono più margine di lavoro, ma occorre tener conto anche della distanza tra i pad. Questa è una posizione altamente interessata alla probabilità di cortocircuiti del ponte di saldatura, perciò un maggiore divario rende più difficile la formazione dei ponti.

• Dimensioni coerenti: L'uniformità delle dimensioni di pad e della traccia rendono più semplice il mantenimento della rapidità della progettazione e del controllo delle regole di errore, soprattutto se si ha a che fare con schede multistrato. Così come avviene nell'ufficio permessi di una città, le regole possono risultare fastidiose, specialmente quando si devono correggere numerosi avvertimenti. Tuttavia, in genere, la terranno lontano da altri problemi più grandi riscontrabili lungo la strada.

• Angoli: Le svolte brusche delle sue tracce creano dei punti in cui il potenziale del campo elettrico si accumulerà. Mentre una buona produzione può adattarsi agli angoli, i risultati funzionali sono un aumento del rischio di archi e cortocircuiti una volta che la scheda è in funzione. Per evitare queste situazioni, occorre attenersi agli angoli arrotondati con un raggio ampio.

^{Come per le curve autostradali, occorre evitare gli angoli acuti nelle tracce PCB poiché essi aumentano il rischio di arco e di cortocircuito.}

Best Practice di Instradamento delle Tracce

Generalmente, i conducenti che ingombrano le strade, spesso sono quelli che non conoscono la zona, poiché non vi sono mai stati. Allo stesso modo, i progettisti con la maggiore probabilità di effettuare errori di tracciamento sono quelli che non hanno preventivamente familiarizzato con l'instradamento delle tracce. Dopo aver appreso cosa influenza il suo instradamento delle tracce, diventa molto più semplice comprendere e seguire le seguenti best practice, che terranno la sua scheda al sicuro da carenze, verso una più desiderabile realtà di funzionalità della scheda. Ecco alcune delle migliori best practice che ho trovato riguardo all'instradamento delle tracce: 

• Prima di iniziare l'instradamento, verifichi i limiti del suo produttore riguardanti la larghezza e la spaziatura della traccia. 

• Renda le larghezze delle tracce adeguate per il l'attuale carico.

• Utilizzi regole di progettazione più ampie quando non sono richieste spaziatura e tracce ristrette. E' più facile ed economico.

• Mantenga le tracce brevi e dirette, cosa più facilmente fattibile se lei...

• Le zone con un grande numero di tracce sono soggette elevati tassi di difetti, come ad esempio più macchine che causano incidenti. Tutti i rischi delle tracce individuali sono aggravati e vengono effettuati dei compromessi di progettazione al fine di adattare tutto in uno spazio ristretto. E' importante pianificare il layout in anticipo al fine di ottimizzare la posizione e ridurre al minimo le aree ad alta densità.

• Se ha bisogno di effettuare l'instradamento delle tracce ad alta densità, è necessario che utilizzi strumenti di progettazione che mantengano le prestazioni che lei desidera dalle schede. Un'ottima opzione è CircuitStudio^® di Altium, che personalizza le regole di progettazione in base ai requisiti da lei impostati. 

• Se desidera ricevere ulteriori informazioni sulle specifiche dell'instradamento delle tracce e saperne di più sul processo per mantenere le sue tracce forti come il suo progetto, provi a parlare oggi stesso con un esperto di Altium.

• Raggruppi insieme i componenti correlati sulla scheda.

• Eviti angoli acuti nel suo percorso. 

Le zone con un grande numero di tracce sono soggette elevati tassi di difetti, come ad esempio più macchine che causano incidenti. Tutti i rischi delle tracce individuali sono aggravati e vengono effettuati dei compromessi di progettazione al fine di adattare tutto in uno spazio ristretto. E' importante pianificare il layout in anticipo al fine di ottimizzare la posizione e ridurre al minimo le aree ad alta densità.

Se ha bisogno di effettuare l'instradamento delle tracce ad alta densità, è necessario che utilizzi strumenti di progettazione che mantengano le prestazioni che lei desidera dalle schede. Un'ottima opzione è CircuitStudio^® di Altium, che personalizza le regole di progettazione in base ai requisiti da lei impostati. 

Se desidera ricevere ulteriori informazioni sulle specifiche dell'instradamento delle tracce e saperne di più sul processo per mantenere le sue tracce forti come il suo progetto, provi a parlare oggi stesso con un esperto di Altium.