Verificação de Regras de Projeto no Fluxo de Trabalho de Design de PCB

Zachariah Peterson
|  Criada: Marco 23, 2022  |  Atualizada: Julho 13, 2024
Fluxo de Trabalho de Design de PCB

Quando você projeta uma PCB e deseja transformá-la em um produto real, terá que garantir que o design obedeça às restrições dentro do processo padrão de fabricação de PCBs. Isso impõe múltiplas regras em qualquer design, e o software ECAD irá impor regras de design à medida que você cria a placa para garantir que você obedeça a essas importantes restrições. A complexidade cada vez maior das placas tornou praticamente impossível realizar o processo de verificação das regras de design manualmente, então os designers têm que programar as regras de design corretas em seu software CAD para avançar facilmente pelo fluxo de trabalho de design de PCB.

Toda PCB também terá alguns requisitos funcionais, e às vezes estes estão em desacordo com as restrições de fabricabilidade que os designers devem satisfazer. Para ajudar a garantir que você cumprirá com as restrições de fabricabilidade em sua PCB, quais regras de design você deve impor em seu software, e como você resolve conflitos entre função e fabricabilidade? Certifique-se de impor as regras de design corretas no início do fluxo de trabalho de design de PCB

rule-checking

Verificação de Regras no Fluxo de Trabalho de Design de PCB

As DRCs devem ocorrer ao longo do fluxo de trabalho de design de PCB, mas manter a produtividade é uma questão de como esses são acionados. O software ECAD inclui ferramentas de verificação de regras que são totalmente ou parcialmente automatizadas, e os designers precisarão configurar suas ferramentas de verificação de regras no início de um novo projeto. Antes de começar um layout de PCB, um designer deve configurar regras que se enquadram nas seguintes categorias de exemplo:

  • Distâncias mínimas entre todos os elementos de cobre e componentes
  • Restrições de trilhas, como comprimento total, largura, roteamento, etc.
  • Regras específicas de camada e de rede, como regras sobre pares diferenciais
  • Regras de DFA relacionadas à máscara de solda, dimensionamento de pads, distâncias entre pads e espaçamento entre componentes
  • Distâncias de borda da placa, via e mecânicas
  • Definindo grupos de redes que requerem seus próprios grupos específicos de regras de design
  • Regras de design de alta velocidade relacionadas ao comportamento do sinal

Todas essas regras de design ajudarão a garantir que você cumpra a maioria dos requisitos de DFM, mas gerenciar todas essas verificações de regras manualmente é um pesadelo. Isso também envolve seres humanos, o que sempre introduz a possibilidade de erro. Além de uma revisão de design manual uma vez que o design esteja concluído, a verificação de regras automatizada deve ser realizada ao longo do processo de design de PCB para que os erros possam ser detectados e corrigidos precocemente.

Automatizando Seu Processo de DRC

Em geral, você tem três maneiras de passar rapidamente pela verificação de regras no fluxo de trabalho de design de PCB típico.

  1. Revisão manual do design: O projetista e quaisquer partes interessadas devem realizar uma revisão manual do design de PCB para garantir que o design satisfaça os requisitos físicos e funcionais de alto nível. Normalmente, as equipes discutirão e verificarão aspectos funcionais específicos do design, como restrições mecânicas.
  2. DRC Online: Você sempre deve deixar isso ativado durante a fase de layout e roteamento para que possa garantir que sua placa satisfaça as regras de design definidas previamente. Enquanto você trabalha na placa, quaisquer violações das regras de design serão destacadas visualmente para que possam ser corrigidas rapidamente.
  3. DRC Abrangente: Uma vez que o design está concluído e você está pronto para gerar saídas, você pode executar um DRC abrangente e gerar um relatório completo com quaisquer violações. Isso verificará todas as regras de design definidas em seu projeto, incluindo quaisquer violações de regras que possam ter sido perdidas durante o layout e o roteamento.

O Altium Designer contém o melhor motor de DRC online da indústria, que funciona enquanto você utiliza suas ferramentas de design, além de um recurso de DRC abrangente que gera automaticamente relatórios de violação de regras. A amplitude de regras que podem ser definidas e verificadas usando o motor de DRC online no Altium Designer também é vasta. Quando você estiver iniciando um novo projeto, certifique-se de definir regras de design da lista acima no motor de DRC.

Definindo Regras de Design

Todas as regras de design relacionadas à colocação, fabricação, montagem e até funcionalidade elétrica podem ser definidas no motor de Regras e Restrições de PCB dentro do Altium Designer. Uma vez que você tenha determinado as distâncias requeridas, geometria de trilhas e limites de roteamento, restrições de montagem e quaisquer restrições de design personalizadas, você vai querer definir estas dentro da janela do Editor de Regras e Restrições de PCB antes de começar o layout do PCB.

Definindo Regras e Restrições de PCB no Altium Designer

Verificador de Regras de Design de PCB

Quando você precisa executar verificações de regras de design sob demanda, pode usar o Verificador de Regras de Design no Altium para executar um conjunto abrangente de DRCs em sua PCB. Isso automatiza a verificação de especificações lógicas e físicas na sua placa. A ferramenta permite que você verifique o design contra qualquer ou todas as regras de design habilitadas. Quaisquer erros no design são notados em um relatório, bem como listados no painel de mensagens. O verificador de regras de design pode ser executado a qualquer momento durante o design (assim como na conclusão). Além disso, certas regras podem ser habilitadas para examinar uma área específica da placa.

Ao acionar um DRC com esta ferramenta, você pode criar um relatório que fornece informações detalhadas sobre quaisquer violações de regras. As violações de regras que você poderá ver incluem qual regra é violada, onde ocorre a violação, a extensão da violação (por exemplo, distâncias), e os componentes específicos envolvidos pelo designador de referência. Se você deseja que seu DRC manual se concentre em conjuntos específicos de regras de design, você pode selecioná-los na janela do Verificador de Regras de Design.

Ensuring Design Integrity with Design Rule Checking (DRC) in Altium Designer  | Altium Designer 18.1 User Manual | Documentation

Configurando o Verificador de Regras de Design no Altium Designer

Relatórios como este são muito úteis dentro do fluxo de trabalho de design de PCB. Partes interessadas internas e externas podem precisar acessar um desses relatórios para determinar quando é aceitável violar uma regra padrão, ou quando a solução entrará em conflito com os requisitos funcionais. Como você pode ampliar diretamente os componentes afetados no layout da PCB, você pode então direcionar seu fabricante ou departamento de CAM diretamente para o problema para que eles possam fazer uma determinação de DFM. Isso deve ser feito antes de enviar sua placa para uma análise e relatório de DFM independente com sua casa de fabricação.

Quando estiver pronto para otimizar o fluxo de trabalho de design de PCB padrão com conjuntos de ferramentas automatizadas poderosas, use os recursos de CAD em Altium Designer® e o motor de regras de design integrado para garantir que suas placas serão funcionais e fabricáveis. Você e sua equipe poderão permanecer produtivos e colaborar de forma eficiente em designs eletrônicos avançados através da plataforma Altium 365. Tudo o que você precisa para projetar e produzir eletrônicos avançados pode ser encontrado em um único pacote de software.

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Sobre o autor

Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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