A ciascuno il suo posto! Linee guida per il posizionamento dei componenti del layout PCB

Il posizionamento dei componenti del layout PCB è un processo complicato che richiede una buona dose di pratica ed esperienza. Ci ho messo un po' di tempi prima di capire perché alcune parti dovessero andare accanto ad altre e che dovevo usare lo schema elettrico per prendere le decisioni più opportune riguardo ai posizionamenti. I miei criteri di posizionamento si basavano su quanto indicavano le guide, anche se alla fine non era la posizione corretta per il componente.

Nel tempo, tuttavia, man mano che le mie esperienze di progettazione PCB miglioravano le mie competenze, ho sviluppato un buon flusso di lavoro per il posizionamento delle parti di un PCB. Ci sono alcuni passaggi importanti durante il posizionamento, come l'analisi del posizionamento dei componenti e l'ordine in cui si posizionano le parti. Questi passaggi possono essere di grande aiuto se vengono eseguiti correttamente. 

Organizza i componenti e pianifica il posizionamento

Disporre tutte le parti in base a dove devono essere posizionate è molto importante. Dividerò questa operazione in due passaggi, il primo è la pianificazione del posizionamento. Una planimetria è una pianta abbozzata del posizionamento delle parti prima di iniziare effettivamente a mettere i componenti sul circuito stampato. 

Che crei questa planimetria da solo o che provenga da qualcun altro, ho scoperto che è una buona idea sapere dove devono andare tutte le parti prima di iniziare a lanciare i componenti sullo schermo. Questo mi aiuta a creare un posizionamento che consenta il routing delle tracce e una distribuzione uniforme dell'alimentazione. 

Successivamente, porterò i miei componenti dallo schema circuitale allo schermo in gruppi logici. La selezione dei componenti mediante confronto incrociato dallo schema circuitale è particolarmente utile a questo scopo. Posso selezionare un gruppo di componenti che sono tutti collegati in un circuito e posizionare quel gruppo all'esterno del bordo del circuito stampato, vicino alla posizione in cui so che, alla fine, andranno posizionati in base alla mia planimetria.

Le posizioni dei componenti per i connettori devono essere esatte per corrispondere con il resto del sistema

Linee guida per il posizionamento dei componenti del layout PCB

Prima di passare al posizionamento dei componenti consiglio sempre di ponderare la propria strategia. Ecco alcune linee guida per la progettazione PCB:

• Posiziona prima le parti di ancoraggio fisse: queste parti includeranno tutto ciò che deve interfacciarsi con il resto del sistema in cui verrà utilizzato il circuito stampato. Connettori, switch, altoparlanti, luci e cosi via, sono tutti esempi di parti che devono essere collocate in posizioni fisse per funzionare con il resto del sistema. Anche le parti meccaniche come: controventi, dadi, bulloni ed espulsori dovranno essere collocate in posizioni fisse. 

• Posiziona il circuito del componente principale: una volta posizionati i componenti fissi, puoi iniziare con il circuito principale. È qui che la planimetria tornerà davvero utile per darti una road map di tutti i circuiti principali. 

• Posiziona i cappucci di bypass e altri materiali da circuito correlati: queste parti devono essere posizionate in linea e accanto ai componenti a cui sono collegate. Ad esempio, i resistori che fanno parte di una linea di trasmissione non possono essere posizionati sul lato opposto del circuito stampato. Ciò rovinerebbe completamente la topologia di routing della linea di trasmissione. Parti come i resistori devono essere posizionate nello stesso modo in cui il circuito si presenta nello schema circuitale. 

• Presta attenzione alle esigenze di routing del segnale e dell'alimentazione: nonostante sia facile focalizzarsi sul posizionamento dei componenti e così dimenticare le esigenze di routing richieste da componenti separati, è importante tenerle a mente al fine di ottimizzare l'efficienza della progettazione PCB. 

• Verifica la presenza di potenziali problemi termici o di EMI (Interferenza ElettroMagnetica): calore, diafonia e interferenza possono ostacolare seriamente le tue possibilità nella progettazione PCB.

Un circuito stampato completamente posizionato

Finalizzare il posizionamento e alcuni trucchi utili

Una volta posizionati i componenti fissi e il circuito principale, puoi terminare il posizionamento con il resto dei componenti periferici. Sebbene questi componenti siano altrettanto importanti, il loro posizionamento non influirà sulle topologie di routing cruciali e avrai maggiore flessibilità con il loro posizionamento. Ciò ti consente di ampliare il loro posizionamento e di dare un po' di respiro alla progettazione del layout PCB. 

Quando posizioni i componenti, tieni presente che gli strumenti di progettazione di circuiti stampati hanno molte funzionalità integrate che possono aiutarti. Ci saranno diverse funzionalità per il posizionamento da impiegare, oltre alla possibilità di modificare la visualizzazione per aiutarti a organizzare e posizionare la scheda. Il confronto incrociato tra lo schema circuitale e il layout, come ho detto prima, è una risorsa molto utile. 

Un'altra ottima risorsa che risulta molto utile è uno strumento di analisi della rete di distribuzione dell'alimentazione. Questo può fare la differenza tra un layout PCB con una progettazione della distribuzione dell'alimentazione corretta o meno. Dopotutto, le caratteristiche del software di progettazione PCB devono rendere il processo di progettazione PCB intuitivo e confortevole, in modo che tu possa smettere di perdere tempo tra i file e dedicarti unicamente alla progettazione vera e propria. Per fortuna, Altium Designer dispone di funzionalità di posizionamento e di altre funzionalità metodologiche utili.

Se vuoi scoprire nel dettaglio come Altium Designer possa aiutarti con le tue esigenze di progettazione PCB, parla con un rappresentante di Altium Designer.