Proceso de creación de prototipos PCB

La creación de prototipos PCB es el proceso de fabricación de un circuito en forma de placa de circuito impreso. Esta placa de circuito impreso hace que la conexión de sus componentes sea más segura y robusta. Un prototipo PCB es mejor que una protoboard con componentes cableados. Este método es especialmente útil a la hora de presentar tus proyectos. Puedes crear un prototipo de PCB manualmente o buscar un fabricante de PCB fiable. Normalmente, un fabricante produce PCB mejores y más duraderas.

La creación de un prototipo de placa de circuito impreso requiere varios procesos. En este artículo se describen estos procesos para que la creación de prototipos de PCB sea más rápida y sencilla.

Decidirse por un software de diseño de PCB

Hoy en día, varios programas de diseño de PCB pueden ayudarle a diseñar su prototipo de PCB. Los hay de pago y gratuitos. También hay herramientas de diseño de PCB basadas en la web. Sea cual sea la herramienta que elija, lo importante es que se sienta cómodo utilizándola y que cumpla sus requisitos de diseño. Puede investigar las capacidades de varias herramientas de diseño de PCB que se enumeran a continuación.

 

Aquí tienes ejemplos de programas gratuitos de diseño de PCB que puedes descargar e instalar en tu PC.

 

1. Libre PCB
2. KiCAD
3. PCB exprés
4. Diseño Spark PCB

 

 

Estos son algunos ejemplos de software de diseño de PCB de pago. Normalmente, las empresas medianas y grandes utilizan este tipo de software. Puede descargar una versión de prueba gratuita del software antes de pagar por él.

 

1. Diseñador de Altium
2. Diseñador de PCB Allegro
3. OrCAD
4. Autodesk Fusion 360
5. Estudio de circuitos
6. PADS Diseño de PCB

 

Estos son algunos ejemplos de software de diseño de PCB basado en la nube. Con esto, no tienes que instalar una gran cantidad de software en tu PC. A veces, la descarga de componentes de software es opcional.

 

1. EasyEDA
2. ai
3. CADLab
4. Altium 365
5. Solidworks PCB

 

Tenga en cuenta que su software de diseño de PCB debe generar salidas de fabricación para que pueda enviarlas a su fabricante de PCB. A continuación, el fabricante le enviará una placa de circuito impreso acabada y lista para la creación de prototipos. También puede realizar un prototipo de montaje de PCB con componentes embutidos en sus placas. Con este método, no tiene que soldar los componentes manualmente en su PCB. Este proceso puede ahorrarte tiempo en tus proyectos. Sin embargo, tenga en cuenta que el montaje de PCB tiene algunos gastos generales de instalación.

Haga un esquema claro

¿Para qué sirve un esquema?

Debe realizar un prototipo de placa de circuito impreso con un diagrama esquemático claro. Un diagrama esquemático representa el cableado de todos los componentes de la placa de circuito impreso. Normalmente, el diagrama parte de la idea de un diseñador de circuitos. Después, la plasma en un programa editor. El diseñador puede revisar el esquema varias veces. Este proceso puede continuar hasta que depure completamente el circuito final.

 

¿Cómo hacer un esquema?

Afortunadamente, hacer un esquema es fácil, sobre todo con las herramientas EDA disponibles hoy en día. Normalmente, un editor de esquemas ya forma parte de un IDE (Entorno de Desarrollo Integrado) de EDA. El editor suele trabajar con el diseño de la PCB, la biblioteca de huellas de piezas y el editor de la biblioteca de símbolos de piezas. Varios editores de esquemas simplemente arrastran y sueltan símbolos de piezas en su ventana de edición, listos para ser cableados por el usuario.

 

 

Compruebe si sus componentes están disponibles en su biblioteca de piezas.

Puede que descubra que tiene componentes que necesita añadir a su biblioteca de piezas mientras realiza su esquema. Este proceso no es nada alarmante; puede tratarlo como una experiencia de aprendizaje oportuna. Puede navegar por los sitios web de varios fabricantes de componentes y ver si puede descargar la biblioteca CAD de la pieza que falta. También puede visitar sitios web de bibliotecas CAD de terceros de confianza y encontrar el componente que le falta.

Ejemplos de sitios web de bibliotecas CAD de terceros

1. Ultra Bibliotecario
2. SnapEDA
3. SamacSys

 

Puede crear su pieza si no encuentra el componente que le falta en ninguno de los procesos mencionados. Este proceso implica pasar por el editor de símbolos y huellas de su software de diseño de PCB. Consulte el manual o el menú de ayuda de su software para aprender a utilizar estos editores.

 

Cree o enrute su PCB utilizando un editor de diseño de PCB.

Un editor de diseño de PCB le ayudará a diseñar su PCB de acuerdo con el diseño previsto. El editor de diseño de PCB y el editor de esquemas suelen trabajar mano a mano para completar la tarea de diseño. Varias herramientas EDA de hoy en día tienen un editor de diseño de PCB decente para completar la mayoría de los diseños de PCB.

 

¿Cuáles son las características de un editor de diseño de PCB?

• Puede tener funciones de enrutamiento automático. Auto-enrutamiento significa que dejarás que el ordenador haga el enrutamiento de las pistas por ti. Algunos también pueden colocar automáticamente los componentes.

 

• Dispone de DRC (Design Rule Checking). La comprobación de las reglas de diseño es una característica crítica de cualquier editor de diseño de PCB. DRC comprobará su diseño para la colocación, pista, u otros problemas de diseño antes de que lleguen a la fabricación.

 

• Puede sincronizar o actualizar cualquier componente o modificación de cableado con el editor de esquemas. Esta función la buscan muchos diseñadores de PCB.

 

• Puede ayudarte a cablear vías de igual longitud. Este método es una característica importante, sobre todo si cableas pistas de alta velocidad que requieren adaptación de impedancias.

 

Usted debe ser capaz de crear salidas de fabricación después de terminar su diseño y hacer comprobaciones DRC.

 

 

Crear salidas de fabricación

Normalmente creará salidas de fabricación o manufactura después de crear su diseño de PCB. Este proceso es válido si desea que sus placas sean fabricadas por un fabricante de PCB. Para ello, debe comprobar cómo generar salidas de fabricación en su software de diseño de PCB. Suele haber un menú para ello.

 

Los datos de fabricación suelen estar en formato Gerber. Estos archivos Gerber están formateados para funcionar bien con las máquinas de fabricación de PCB. Compruebe los parámetros de salida Gerber con su fabricante de PCB antes de generarlos.

 

Normalmente, tendrá que familiarizarse con la información de las capas de sus Gerbers. Tales capas como:

 

1. Capas superior e inferior de las pistas.
2. Capas superior e inferior de SilkScreen.
3. Pistas de la capa interior (si las hay).
4. Capas de Máscara de Soldadura y Pasta de Soldadura.
5. Capa OUtline de PCB.
6. Capa de fabricación o montaje.

 

Además, recuerde generar su archivo de datos de perforación (DRL). Este archivo es esencial, especialmente si su diseño tiene taladros.

 

Crear salidas de montaje

Este proceso es necesario si desea su PCB ya ensamblada con componentes. Es posible que desee el montaje de la placa de circuito impreso, especialmente si tiene varias placas cuya producción requiere mucho tiempo. También es posible que desee este proceso si tiene dificultades para soldar componentes específicos.

 

Su software de diseño de PCB debería disponer de una opción para generar archivos de ensamblaje. Los archivos de ensamblaje se componen normalmente de lo siguiente:

 

1. Ficha de posición.
2. Archivo BOM.

 

Los archivos de posición, también llamados archivos pick & place o archivos centroides, definen la posición X & Y de todos los componentes de su PCB. Esta información es necesaria para que la máquina de pick & place coloque correctamente los componentes en la placa. Los archivos de lista de materiales contienen información importante sobre cada componente, como el designador de referencia, el número de pieza del fabricante, la huella de la PCB y la descripción.

 

 

Compruebe sus resultados de fabricación con un visor Gerber

Puede utilizar un visor Gerber para comprobar si no tiene más problemas en su diseño final. Puede ser que necesites detectar ciertos elementos difíciles de detectar. Por ejemplo, si se han omitido almohadillas de pasta de soldadura, máscaras, referencias de serigrafía, colas en las pistas de cobre y similares. Un buen visor Gerber puede acercarse y alejarse para obtener una vista total de su diseño.

 

Algunos programas de diseño de PCB ya tienen un visor Gerber integrado en su sistema, como KiCAD (con Gerber Viewer) o Altium Designer. Si su software no lo tiene, no se preocupe; existen muchos visores Gerber de terceros. A continuación encontrará ejemplos de ellos.

 

1. Gerbv
2. ViewMate
3. Visor de PCB Zofz
4. Visor Gerber

 

 

Prepárese para enviar los datos de fabricación al fabricante de placas de circuito impreso

Sus datos de fabricación de PCB deben estar seguros cuando los envíe a su fabricante de PCB. Normalmente, deben colocarse en un archivo zip para que no se dispersen. Después de esto, asegúrese de que existe una comunicación adecuada con su fabricante en lo que respecta a la fabricación de sus placas.

 

Puede hablar de los materiales y procesos adecuados para sus tableros con su fabricante. Algunas cosas a tener en cuenta son:

 

1. ¿Cuál es el grosor del tablero y cuántas capas tiene?
2. ¿Cuál es el material de PCB que desea?
3. ¿Cuál es el acabado de almohadilla que desea?
4. ¿Cuál es el color de su serigrafía?
5. ¿Necesita placas sin plomo?
6. Para el montaje, ¿necesita una plantilla?
7. ¿Qué tipo de pruebas quiere que haga el fabricante a sus tablas cuando termine de fabricarlas?

 

Por último, acuerda las condiciones de pago y entrega.

 

Sería de gran ayuda que siguieras comunicándote con tu fabricante hasta que hayan finalizado tu placa. Por favor, no cierres las líneas de comunicación con ellos. Puede ser que tu diseño tenga defectos relacionados con sus procesos de fabricación. Cuanto más tiempo pase sin que se corrijan estos defectos, mayor será el plazo de entrega de tu diseño.

 

Reciba sus prototipos de PCB e inspecciónelos.

Esperemos que reciba sus prototipos de PCB a tiempo. Compruébelos e inspecciónelos en cuanto los reciba para verificar si existe algún problema. Su fabricante debe estar abierto a discutir este tipo de cosas, y debe formar parte de su sistema de atención al cliente. Por ello, es vital encontrar fabricantes de PCB fiables que ofrezcan asistencia posventa.

Finalice su prototipo de PCB

Depura tu prototipo de PCB y finalízalo para hacer la presentación de tu proyecto. Si es necesario, puedes hacer otra revisión de tu placa. Este proceso se denomina re-spin. Un diseño bueno y bien pensado suele tener pocas (o ninguna) repeticiones. En este caso, puedes ahorrar presupuesto para tu próxima idea de proyecto.