No, no quiero hacer un giro en U: pautas para el enrutamiento de pistas de PCB
Ver su antigua ciudad crecer puede ser muy parecido a ver sus programas de televisión favoritos que terminan, o ver una secuela años después de que se estrenó una buena película. La ciudad en la que crecí estaba tendida en una cuadrícula con calles tan anchas que ni siquiera tenía que estacionar paralelamente en el centro de la ciudad. Era una ciudad tan pequeña que los embotellamientos eran causados por dos personas en diferentes coches que paraban para hablar más a menudo que los accidentes. Cuando vuelvo a visitar la ciudad, esta ha crecido; el amplio estacionamiento se ha convertido en un carril adicional.
Metafóricamente, y literalmente, el pueblo maneja mucho más corriente que en mi niñez. Los embotellamientos y accidentes de tráfico ciertamente han aumentado, pero algo de previsión en la planificación urbana ha impedido que las cosas se compliquen demasiado. Es muy similar a una PCB, donde la planificación adecuada puede evitar accidentes desagradables y fallos de diseño desafortunados que obstruyen el tráfico y obligan a cometer errores. El diseño adecuado de PCB no es solo una cuestión de poner a un policía de tránsito en un cruce peatonal, a menudo, para asegurar que el flujo de tráfico permanezca a un nivel tolerable y regular. Usted necesitará diseñar con mucha anticipación, mientras conoce los circuitos de potencia y las conexiones de componentes necesarios.
Un enrutamiento de pistas adecuado requiere tanto cuidado en el diseño de PCB como en la planificación urbana. No se producirán accidentes de tráfico ni cientos de personas llegarán tarde a sus trabajos con un enrutamiento de pistas inadecuado; sin embargo, tendrá cortocircuitos. Al igual que si usted tiene un semáforo innecesariamente largo que afecta a una carretera de tráfico relativamente bajo o si no tiene una señal de parada al acercarse a una intersección concurrida, un enrutamiento de pistas inadecuado puede afectar la calidad de las uniones de soldadura, y las pistas en las capas internas también pueden causar cortocircuitos. Con un conocimiento profundo del enrutamiento de pistas, estará mejor equipado para diseñar su PCB para la cantidad de tráfico que recibe.
No haga el enrutamiento como esta intersección; demasiadas conexiones en un nodo pueden aumentar el riesgo de cortocircuitos.
Cuándo frenar con el enrutamiento de pistas de PCB
El enrutamiento de pistas no es todo luz roja, amarilla y verde: ¿sabe que la luz amarilla significa una docena de cosas diferentes según el conductor? Eso es más bien cuántos factores pueden influir en las pistas. Todos los siguientes factores pueden influir en la probabilidad de cortocircuitos durante la fabricación y el funcionamiento:
- Ancho de pista: al igual que el ajuste del ancho de una carretera, el ancho de la pista influye en la intensidad de corriente que puede soportar. La sobrecarga causa muchos problemas, como cuando se abre un nuevo negocio en una carretera pequeña. A veces, las pistas se estrechan antes de la conexión a un pad, lo que aumenta la resistencia y el calentamiento y los daños asociados en la tarjeta. Reducir el ancho de una pista no es generalmente una buena idea.
- Conexiones: aumentar la cantidad de conexiones que van a un pad o nodo también aumenta el riesgo de cortocircuito. Es probable que las marcas de ramificación estén más cerca unas de otras, con más esquinas para acumular carga. La pasta de soldadura desigual es más común, lo que provoca componentes inclinados o puentes de soldadura. Usted debe evaluar cuidadosamente cualquier salida de red o autoenrutador que requiera conectar muchas pistas en un único pad.
- Tamaño del pad: los pads más grandes le dan más margen para trabajar, pero también debe tener en cuenta la distancia entre los pads. Esta es la principal ubicación para los cortocircuitos de puente de soldadura, por lo que una mayor separación dificulta la formación de puentes.
- Tamaños consistentes: contar con pads y tamaños de pistas consistentes hace que sea más fácil mantener el diseño y la comprobación de errores de reglas, especialmente si se trata de tarjetas multicapa. Al igual que la oficina de permisos en una ciudad, las reglas pueden ser molestas, especialmente cuando usted tiene que arreglar un puñado de advertencias, pero por lo general le evitará problemas más grandes en el futuro.
- Esquinas: las curvas agudas en sus pistas crean lugares donde se acumula el potencial del campo eléctrico. Si bien la buena fabricación puede adaptar las esquinas, los resultados funcionales son un mayor riesgo de arqueamiento y cortocircuitos una vez que la tarjeta está funcionando. En su lugar, limítese a las esquinas redondeadas con un radio grande.
Al igual que las curvas de una autopista, evite las esquinas agudas en sus trazos de PCB, ya que aumentarán el riesgo de arco y provocarán cortocircuitos.
Mejores prácticas de enrutamiento de pistas
Generalmente, los conductores que, a menudo abarrotan las carreteras son los que no han estado antes en el área. Del mismo modo, los diseñadores que tienen más probabilidades de que su tarjeta tenga un cortocircuito debido a malas prácticas de enrutamiento son los que no se han familiarizado con el enrutamiento de pistas anteriormente. Después de que usted sepa qué afecta su enrutamiento de pistas, se hace significativamente más fácil de entender y seguir las siguientes prácticas que facilitarán que su tarjeta se aleje de la tentación de cortos, y se convierta en una realidad más deseable de la funcionalidad de la tarjeta. Estas son algunas de las mejores prácticas que encuentro para el enrutamiento de pistas:
- Verificar los límites de ancho de pista y espaciado del fabricante antes de comenzar el enrutamiento.
- Hacer que los anchos de las pistas sean apropiados para la carga de corriente.
- Utilizar reglas de diseño más amplias cuando no se requieran pistas y espacios estrechos. Es más fácil y barato.
- Mantener las pistas cortas y directas, lo que es más fácil si...
- Agrupa los componentes relacionados entre sí en la tarjeta.
- Evita esquinas agudas en el enrutamiento.
Las áreas con una gran cantidad de pistas son propensas a altas tasas de defectos, como más coches que causan más accidentes. Todos los riesgos de las pistas individuales se combinan, y los compromisos de diseño se hacen para encajar todo en un espacio estrecho. Es importante planificar su diseño con anticipación para optimizar la ubicación de las partes y minimizar las áreas de alta densidad.
Si necesita un enrutamiento de pistas de alta densidad, necesita usar herramientas de diseño que puedan mantenerse al día con el rendimiento que desea de sus tarjetas. Una gran opción es CircuitStudio de Altium, con el que diseña reglas personalizadas para los requisitos que usted establezca.
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