O Design de Circuitos Eletrônicos Pequenos Exige Grandes Quantidades de Atenção

Com novos impostos sendo regularmente introduzidos aos crescentes custos de vida, é apenas uma questão de tempo até que os consumidores sofram com efeitos em cadeia. Me irrita quando meus restaurantes locais favoritos aumentam os preços ou recorrem a reduzir o tamanho das porções. Claro, eu preferiria que as coisas permanecessem iguais, mas pelo menos posso satisfazer minha fome pagando um pouco mais.

Na eletrônica, os designs de PCB também estão ficando menores, assim como meu prato favorito de massa. À medida que as empresas de eletrônicos tentam encaixar centenas de funções em PCBs cada vez menores, os designers de hardware são testados ao limite. Espera-se que os engenheiros elétricos projetem usando um PCB menor, garantindo que o dispositivo PCB esteja livre de quaisquer problemas funcionais. Devido ao crescente número de desafios envolvidos no design de PCB, é importante aprender como otimizar sua Placa de Circuito Impresso para um design de componentes compacto desde cedo.

Dicas Úteis para Design de PCB Compacto

Quando lhe dizem que seu PCB deve caber em um invólucro de dispositivo impossibly pequeno, aqui estão algumas dicas importantes que você pode seguir:

1. Use Componentes de Menor Tamanho

Componentes grandes como um resistor 0805 podem facilitar a prototipagem manual, mas não têm lugar em um design de circuito eletrônico compacto. Encontre os menores componentes montados em superfície que seu montador pode manusear e use-os em seu design de circuito impresso. Usar um microcontrolador como o Quad Flat Package (QFP) com centenas de pinos pode ocupar um espaço precioso na PCB. Troque componentes maiores por um pacote Ball Grid Array (BGA).

Economize mais espaço com componentes BGA.

2. Trace Com Trilhas e Tamanhos de Furos Menores

A maioria dos fabricantes de PCB pode lidar com trilhas tão finas quanto 4 mils. Aproveite essa capacidade e faça suas trilhas menores sempre que possível. Existem, claro, exceções a isso. Trilhas de energia e antenas microstrip precisam ser projetadas de acordo com os valores calculados. O mesmo também se aplica aos tamanhos de furação para vias ou pads. Você economizará uma grande quantidade de espaço otimizando ambos.

3. Organize os Designadores Sistematicamente

É tentador deletar designadores para dar espaço a trilhas e componentes. No entanto, essa não seria uma escolha sábia. Em vez disso, torne os designadores menores e organize-os em grupos menores. Certifique-se de que o arranjo reflita os componentes de uma maneira sistemática. Isso também facilita o rastreamento de uma peça dentro de uma PCB densamente povoada.

4. Design de PCB Multicamadas

Quando o número de trilhas impede que seu design se ajuste a um determinado tamanho, aumente o número de camadas da PCB. PCBs multicamadas geralmente são mais caras do que o layout padrão de 2 camadas. Você pode começar deslocando os planos de alimentação e terra para as camadas internas, criando uma PCB de 4 camadas. Se isso ainda for insuficiente, você pode aumentar a contagem de camadas mantendo as camadas de sinal separadas por planos de terra para minimizar a interferência.

5. Seja Criativo com as Vias

O roteamento em uma PCB compacta pode resultar em um alto número de vias. E quando você tem múltiplas camadas de sinal, vias comuns são mais um obstáculo do que uma ajuda. Use vias cegas ou vias enterradas para economizar espaço em ambos os lados da sua PCB. Isso aumentará o custo da sua PCB, mas também pode fazer a diferença no sucesso do roteamento de um design compacto.

6. Técnicas Eficientes de Gerenciamento Térmico

É praticamente inútil gastar tempo valioso compactando componentes em uma PCB compacta apenas para ter a PCB durando uma semana devido a problemas de calor. Esse é um dos principais desafios que afligem o design de PCBs compactas. Para minimizar problemas de calor, transfira o entorno de componentes que emitem calor para dissipadores de calor da PCB. Coloque viagens térmicas suficientes para dispersar o calor de forma eficiente. Se necessário, use uma PCB mais espessa para evitar um rápido aumento de temperatura.

As coisas podem esquentar com PCBs compactas.

7. Faça um Teste Rápido de Roteabilidade

Uma vez cometi o erro de desperdiçar dias tentando rotear uma PCB fisicamente impossível que simplesmente não tinha espaço suficiente para roteamento. Isso foi quando o software de design de PCB não estava equipado com recursos inteligentes de autorroteamento. Hoje em dia, você pode facilmente evitar essa frustração permitindo que o software faça o autorroteamento de todo o design para provar que é tecnicamente roteável. As chances são de que, se o software conseguir completar o roteamento em um tempo razoável, você será capaz de roteá-lo usando as regras de design pré-estabelecidas mais tarde.

Se você deseja projetar de forma eficiente uma PCB compacta e otimizar suas chances de sucesso, um ótimo software de design de PCB ajuda. Altium Designer^® permite que você teste a roteabilidade e o ajuste enquanto torna simples configurar e posicionar vias cegas em seu layout. Você também pode personalizar tamanhos de trilhas e furos para sinais específicos.

Precisa de mais ajuda com seu design de PCB compacto? Contate um especialista na Altium.