In questo articolo scoprirai 10 errori molto comuni nella progettazione di un circuito stampato. Sei pronto? In questo articolo assumiamo che tu parta da schemi circuitali corretti e chiari. Se vuoi approfondire l’argomento schemi circuitali, leggi questo articolo presente nella sezione blog.
❌ Non salvare periodicamente il proprio lavoro. Sia i CAD professionali sia i CAD a pagamento possono bloccarsi improvvisamente soprattutto quando lavori oppure quando hai inserito poligoni (ad esempio per realizzare piani o diffusioni di massa). Alcuni CAD generano periodicamente dei file di backup, ad esempio DesignSpark genera per i file di layout e per gli schemi circuitali dei file di backup che si riconoscono perchè il loro nome è preceduto dal simbolo ~
❌ Non predisporre i fori di fissaggio e i fiducial (se vuoi far montare in modo automatico i componenti SMD ) prima di aver posizionato i componenti e soprattutto prima di aver sbrogliato il circuito. Se i fori sono disposti agli angoli del PCB, allora li puoi posizionare abbastanza facilmente anche quando hai incominciato a sbrogliare il circuito. Se, invece, il contenitore che intendi utilizzare richiede uno o più fori posizionati ad esempio al centro del PCB, potresti avere grosse difficoltà a mettere questo foro una volta che hai sbrogliato il circuito e potresti dover rifare una parte considerevole di lavoro! Ad esempio guarda l’immagine qui sotto: in questo caso sono presenti due fori indicati in rosso che non sono posizionati negli angoli del PCB. Posizionare questi fori successivamente richiede spostare componenti o piste
❌ Non rispettare le dimensioni minime che il produttore di circuiti stampati può realizzare : queste riguardano la dimensione minima dei fori di via, la dimensione minima delle piste, la distanza minima (clearance) tra due tracce ,la distanza minima tra una traccia e un via, la distanza minima tra una traccia e una pad. Ad esempio diversi produttori di circuiti stampati non applicano un sovrapprezzo se la larghezza minima delle tracce e la clearance è maggiore o uguale a 6mils (0,1524mm) e se il diametro dei fori di via è maggiore o uguale a 0.3mm.
❌ Non prestare attenzione al posizionamento di alcune tipologie di componenti. In particolare faccio riferimento a questi tre casi:
➡️ Condensatori di disaccoppiamento. Questi vanno posizionati nelle immediate vicinanze dei pin di alimentazione positiva dei circuiti integrati.
➡️ Se sbrogli alimentatori switching, fai sempre riferimento al layout di esempio che è indicato nel datasheet del componente. Questo layout è stato ottimizzato per quanto riguarda gli aspetti di compatibilità elettromagnetica.
➡️ Se usi protocolli di comunicazione ad alta velocità come SPI, UART inserisci nello schema circuitale resistori serie da 47- 50 Ω che partono dal pin del microcontrollore. Ad esempio nella figura seguente i resistori serie sono R2,R3,R4,R5,R6. I resistori serie servono principalmente a ridurre i glitch (picchi non periodici) presenti nelle forme d’onda dei segnali ad alta frequenza Questi resistori vanno posizionati anche nel file di layout vicino ai rispettivi pin del microcontrollore.
❌ Non dimensionare adeguatamente le piste di alimentazione. La corrente che può scorrere in una traccia dipende dalla larghezza della traccia. Puoi stimare la larghezza della traccia per una determinata corrente, usando il simulatore gratuito Saturn PCB toolkit
❌ Non separare adeguatamente le sezioni analogiche dalle sezioni digitali. Per evitare che le commutazioni dei segnali digitali influenzino i segnali analogici, non fare scorrere tracce digitali (anche segnali a bassa frequenza) all’interno di sezioni analogiche.
❌ Non prestare attenzione a segnali che viaggiano paralleli per un certo tratto del PCB. Questi segnali possono essere soggetti a disturbi reciproci (questo fenomeno è chiamato crosstalk) ed è tanto maggiore quanto minore è la distanza tra i due segnali. Un esempio tipico è che il segnale di reset di un microcontrollore venga influenzato da un segnale digitale di input output.
❌ Non inserire uno o più piani di massa. Il piano di massa, soprattutto nei circuiti multilayer, permette di ridurre sia i disturbi interni al circuito, sia i disturbi esterni del circuito
❌ Non controllare quando hai terminato lo sbroglio che tutte le pad dei componenti siano collegate e che tutti gli spazi minimi siano rispettati. Questo controllo in diversi CAD è chiamato Design Rule Check o DRC
❌ Non controllare i file finali di produzione che vengono anche chiamati file gerber. Le società che producono circuiti stampati in genere non richiedono di inviare il file di layout nel CAD che stai utilizzando, ma richiedono un formato universale che è chiamato GERBER. Esistono diversi visualizzatori di file gerber: uno di questi è ViewMate (è disponibile una versione gratuita dopo aver effettuato una registrazione sul sito della società) oppure Gerber Viewer (è un visualizzatore online gratuito). Controlla che sia presente il bordo del circuito in almeno un file, che tutti i file (compresi i file di foratura) siano generati con le stesse unità di misura, che le serigrafie siano visibili e non siano sovrapposte a pad di componenti o a fori di via.
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