Errores más comunes en el diseño de PBA y cómo evitarlos

septiembre 24, 2024
10:27
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Errores más comunes durante el diseño de PBA y cómo evitarlos para asegurar un producto de alta calidad.

El diseño de placas de circuito impreso (PBA) es una de las fases más críticas en el desarrollo de cualquier dispositivo electrónico. Un pequeño error en esta etapa puede tener consecuencias significativas durante la fabricación, la funcionalidad o la fiabilidad del producto final. En D2PLUS, sabemos que evitar estos errores más comunes en el diseño de PCB es clave para garantizar un proceso de fabricación eficiente y sin contratiempos.

Mala gestión de los espacios entre pistas

Uno de los errores más frecuentes es no respetar los espacios mínimos necesarios entre las pistas de cobre. Estos espacios son fundamentales para evitar cortocircuitos o interferencias eléctricas no deseadas.

Cómo evitarlo: Sigue estrictamente las normas y especificaciones del fabricante en cuanto a la separación de pistas. Además, usa herramientas de diseño como Altium Designer, Eagle, KiCad o OrCAD, que permiten medir las distancias y asegurar que se respeten los límites establecidos. En D2PLUS, mantenemos siempre un margen de seguridad, especialmente en PCBs de alta densidad, para garantizar la fiabilidad y seguridad del producto final.

No seguir las recomendaciones de Footprints

A menudo, los diseñadores cometen el error de modificar los Footprints recomendados por los fabricantes de componentes, lo que puede generar incompatibilidades durante el proceso de montaje. Esto puede causar fallos de colocación en la máquina de montaje o problemas de conexión y soldadura.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, utilizamos siempre los Footprints recomendados en el DataSet del fabricante. Estos diseños están optimizados para garantizar un ajuste preciso y una soldadura eficiente. Reescalar o modificar los Footprints puede derivar en problemas de montaje. Por ese motivo en D2PLUS preferimos seguir las recomendaciones originales para asegurar una fabricación sin fallos.

Distribución inadecuada de componentes

Una distribución incorrecta de los componentes puede generar problemas durante el ensamblaje y afectar el rendimiento del circuito. Colocar componentes grandes demasiado cerca unos de otros o en posiciones incómodas para las máquinas de montaje puede ralentizar la producción o causar errores.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, colocamos los componentes de manera lógica, considerando su funcionalidad y la accesibilidad durante el proceso de montaje. Mantenemos una disposición regular, a modo de malla o cuadrícula, para facilitar el trabajo de las máquinas PICK&PLACE. Esto no solo contribuye a reducir el tiempo de preparación de la línea, sino que también optimiza el ensamblaje, asegurando una producción más rápida y eficiente.

Falta de vías de escape

Cuando los planos de tierra y de potencia no tienen suficientes vías de escape (vías que permiten la conexión entre diferentes capas del PCB), pueden surgir problemas de conexión o de rendimiento térmico. Este error se manifiesta a menudo en PCBs multicapa donde la gestión del calor y la integridad del plano de tierra son críticos.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, nos aseguramos de que cada diseño cuenta con suficientes vías para conectar correctamente todas las capas del PCB, especialmente en las zonas críticas como los planos de potencia y de tierra. Además, evaluamos las necesidades térmicas de cada diseño para evitar que el calor se acumule en zonas no deseadas, garantizando un rendimiento térmico óptimo.

Insuficiente ancho de las pistas para la carga de corriente

Diseñar pistas que no tienen el ancho adecuado para manejar la corriente que fluye a través de ellas es un error común que puede provocar sobrecalentamiento y, eventualmente, fallos en la placa. Este error es particularmente peligroso en circuitos de potencia o en PCBs que manejan corrientes elevadas.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, calculamos correctamente el ancho de las pistas en función de la corriente que deben transportar y el grosor del cobre de la placa. Utilizamos herramientas de software avanzadas para dimensionar adecuadamente las pistas, asegurando que cumplen con las especificaciones eléctricas requeridas, lo que minimiza el riesgo de sobrecalentamiento y fallos.

No tener en cuenta los fiduciales para el montaje

Los fiduciales son marcas de referencia que utilizan las máquinas de ensamblaje para alinear correctamente los componentes durante el montaje. La ausencia o mala colocación de los fiduciales puede causar problemas de posicionamiento y errores en la colocación de los componentes.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, siempre incluimos fiduciales en el diseño y los colocamos en posiciones estratégicas, especialmente en las esquinas del PCB o en áreas donde la alineación es crítica. Utilizamos fiduciales probados, como los D2PLUS, que aseguran que el margen de error durante el montaje sea de solo milésimas, aumentando la precisión y calidad del proceso de ensamblaje.

Diseño de Pistas de Alta Frecuencia sin considerar la impedancia

En circuitos de alta frecuencia, no tener en cuenta la impedancia controlada puede provocar reflexiones de señal, interferencias y pérdida de calidad en la transmisión de datos o energía. Este es un error frecuente en diseños de PBAs destinados a telecomunicaciones, radares, y otros sistemas de alta velocidad.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, nos aseguramos de diseñar las pistas teniendo en cuenta la impedancia controlada. Esto se logra ajustando el ancho de las pistas, la separación entre ellas y la distancia a los planos de tierra. Además, utilizamos herramientas de simulación y cálculo de impedancia para garantizar que nuestros diseños sean adecuados para las señales de alta frecuencia, asegurando una transmisión de datos limpia y precisa.

No considerar la expansión térmica de los materiales

La expansión térmica es un aspecto que a menudo se pasa por alto durante el diseño de PBA. Materiales que se expanden de manera desigual bajo el calor pueden causar problemas estructurales en la placa. Desde deformaciones hasta fallos en las conexiones entre capas.

Cómo evitarlo: En D2PLUS, elegimos materiales con coeficientes de expansión térmica similares para las diferentes capas del PCB. En aplicaciones de alta temperatura, como las placas para el sector automotriz o aeroespacial, prestamos especial atención a este factor crítico para evitar fallos prematuros y asegurar la durabilidad de nuestras placas.

Conclusión

Evitar estos errores comunes en el diseño de PBA no solo mejorará la eficiencia de la fabricación, sino que también garantizará la fiabilidad y el rendimiento del producto final. En D2PLUS, nos especializamos en seguir las mejores prácticas, desde seguir las recomendaciones de Footprints hasta optimizar la distribución de los componentes y considerar los aspectos térmicos y eléctricos del diseño. Tomar en cuenta estos consejos te permitirá desarrollar PBAs más robustas, eficientes y seguras, y en D2PLUS, estamos aquí para ayudarte a conseguirlo.