Conversores de Formatos

Uno de los problemas mas habituales con que nos encontramos los diseñadores, son los de convertir la información que nos proporcionan los clientes y adecuarla a los formatos que entienden los programas de CAD para diseño de C.I.

Muchas veces la información adjuntada por el cliente se limita a información gráfica, casi siempre en formato PDF . En Internet podemos encontrar multitud de programas que nos efectúan la conversión de formato PDF en formato DXF ( formato bastante estándar de intercambio para planos de mecanizado).

Las imágenes que adjunto muestran a tres de los que hemos probado y que funcionan bastante eficientemente, tenemos que tener en cuenta que cuanto más simple sea la información a convertir mejores serán los resultados finales.

Fresados de 90º

Cuando por necesidades del diseño nos piden que ciertos fresados en el circuito necesitaran ángulos de 90º exactos debemos prevenir con un taladro preliminar la curva que nos dejara la fresa en las esquinas.

En la primera imagen veríamos en linea verde como quedaría el perfilado del circuito después de que la fresa terminase su recorrido.

En la segunda imagen primero realizaríamos un taladro preventivo en cada una de las esquinas del fresado, la linea roja nos muestra como con esta pequeña acción podremos evitar las curvas en las esquinas que nos habría generado el fresado.

Prefijos mas habituales en el diseño de C.I.

Lista de los prefijos mas habituales en el diseño de C.I.

Circuitos integrados : IC o U
Arrays de Componentes : AR o IR
Resistencias Carbón: R
Resistencias Bobinadas : RB
Resistencias Vitrificadas : RV
Potenciómetros : P o PT
Condensadores : C
Condensadores Electrolíticos : CE
Condensadores Tántalo : TT
Condensadores Ajustables : TM
Diodos : D
Diodos Zener : DZ o ZD
Diodos Led : LD o DL
Inductancias : L
Ferritas : FE
Choques : CH
Transistores : T , TR o Q
Reguladores Tensión : RG
Estabilizadores Tension : E
Fuentes de Alimentación : FA
Reles : RL
Varistores : VR
Conectores : CN
Regletas/Bornas : B
Pulsadores : PL o PUL
Interruptores : IN o INT
Puntos de Test : TP
Fijaciones : TL
Fiduciales : FL
Displays : DY
Puentes Rectificadores : PR
Fusibles : F o FU
Transformadores : TF
Baterías : BT
Lamparas : LM
Zumbadores : ZM
Puentes : J
Puentes de Soldadura : JG
Logos : LG
Optos : OP
Módulos : M o MO
Pre-selectores : PS
Conversores : CV
Cristales : XT o X
Osciladores : OS
Resonadores : RE
Conmutadores Rotativos : CR
Antenas : ANT

Esta lista es un resumen de las abreviaturas mas habituales usadas durante el diseño de un circuito impreso. Puede hacerse mas extensa o adaptarse a las necesidades de los clientes.

Bobinas "Impresas"

Podemos hacer que una bobina quede integrada en el propio circuito impreso siempre y cuando la inductancia que necesitemos no sea muy grande, hasta valores de 20 uH se pueden dibujar bobinas de tamaño razonable.

El que el diseño sea circular, cuadrado o rectangular no es un factor demasiado importante en cuanto al resultado final y tendrá más que ver con el espacio útil disponible.

En Internet hay un montón de enlaces disponibles para ayudarnos a calcular el desarrollo de una bobina impresa sobre un circuito.

Problemas de cortes en pistas muy finas.

En los diseños que por sus características tenemos que trabajar con pistas muy delgadas, hemos de tener cuidado con las terminaciones de las mismas en los componentes convencionales susceptibles de ser substituidos.

En la imagen podemos ver que en la llegada de las pistas a los dos conectores se ha previsto un ensanchamiento de las mismas en su parte final, dicho engorde pretende prevenir que en el caso de que el componente tenga que ser desoldado las pistas no sufrirán por el esfuerzo mecánico y térmico.

Detalles como estos son los que pueden acabar dándonos mas fiabilidad durante la vida de funcionamiento de nuestros diseños.

Pads/Topos estandar e irregulares

En los años 80, los primeros programas de Cad para diseño de circuitos impresos permitían muy pocas alegrías, los tipos de pad/topo que uno podía permitirse visualizar en pantalla eran como mucho cuadrados o redondos,
era trabajo posterior de los fabricantes el poder efectuar algún añadido mas.

A finales de los 80 y primeros de los 90, los programas de CAD ya empiezan a permitir el utilizar cuatro tipos básicos de figura: redondo, cuadrado, rectangular y oblongo.

Desde entonces hasta ahora y con la incorporación de los componentes SMD se ha ganado en capacidad de poder crear todo tipo de figuras geométricas irregulares.

En la imagen superior se pueden ver diferentes tipos de pad/topo y en algunos casos muy especiales en SYSTEMCAD hemos llegado a crear PADS-Logotipo.

Informaciones Complementarias

En Systemcad podemos generar informaciones complementarias a las creadas para la fabricación y el montaje.

En los casos que el cliente necesita una comprobación extra de la información que viaja con el PCB se pueden generar diversos tipos de documentos accesorios.

En el ejemplo que mostramos hoy puede verse la información gráfica creada para una inspección visual del programa de taladrado, este formato nos permite de una forma rápida poder comprobar si se ha producido algún tipo de error en la asignación de un taladro.

Con esta información el cliente no depende de ningún programa de visualización de PCBs ni de Gerbers y puede de una forma rápida verificar los taladros de un circuito.

Taladros Colisos

La mayoría de programas de Cad para diseño de PCBs admiten todo tipo de formas de Pad, ya sean estos redondos, rectangulares, oblongos o incluso irregulares. También permiten que el taladro dentro del Pad este en su centro o desplazado dentro del área del Pad, lo que ya no es tan fácil es que permitan la creación de un Pad rectangular / oblongo con taladro interior coliso.

Hay varias maneras de preparar esa información para que le llegue al fabricante lo mas clara posible, en el caso de ser un taladro coliso que esta en el circuito pero que no va en el interior de un Pad la forma mas fácil sera creándolo como una información mas del mecanizado del circuito.

Cuando el taladro coliso esta dentro de un Pad y el sistema no nos permite indicarlo como tal, la forma mas fácil es crear una "apertura" para ese taladro que nos lo diferencie de forma clara, Ejem: Taladro de 0,001mm.

Una vez tengamos creada la tabla de asignación de herramientas y de la ruta de taladrado, podremos manualmente cambiar esa asignación, por ejemplo: Taladro Coliso de 1 x 4 mm. En el caso de que nos descuidemos, la asignación automática sera lo suficientemente llamativa para que el fabricante nos pregunte por ella.

II Jornadas Tecnicas de LAB Circuits

El fabricante de circuitos impresos LAB Circuits presento la semana pasada en Barcelona sus segundas jornadas técnicas que giraron alrededor de temas como los nuevos retos en la fabricación de circuitos, los métodos que se aplican en los procesos de control de calidad y la parte de mas interés para los diseñadores como es la aplicación de los conceptos de mejora del diseño para una mejor fabricación.

En breve, una vez finalizado el ciclo de conferencias, se podrá encontrar en la Web de LAB Circuits información sobre todos los temas tratados durante las jornadas.

Es muy interesante para los diseñadores poder profundizar en la información que LAB Circuits pone a nuestra disposición para ayudarnos a mejorar nuestros diseños, un mejor diseño para la fabricación siempre ayudara a que nuestros clientes estén mas satisfechos.

Calculo de intensidades para pistas de un C.I.

Aquí os dejo unas imágenes captadas de la pagina Web de un fabricante Argentino, ALLPLAK Circuitos Impresos que a puesto a disposición de los usuarios una pagina para el calculo de los anchos de pista necesarios en los circuitos impresos en función de la intensidad eléctrica, de la temperatura y de si las capas son externas o internas.

Como el mismo indica, este programa es basado en las tablas que os adjunto debajo de las imágenes del fabricante, estas tablas salen de un documento publicado por IPC con la ref.: IPC-D-275 o del IPC-2221.

Este enlace es muy interesante ya que en diseños de placas de potencia como la mostrada al principio y donde los espacios son limitados nos permitirá ajustar con precisión los anchos de pista necesarios.

BGAs y Nº de Capas

Antes de empezar un diseño se nos consulta muchas veces cuantas capas vamos a necesitar para resolver el trazado de un circuito integrado con encapsulado BGA.

Teniendo en cuenta que para encapsulados con un alto numero de pines o pines muy cercanos hay tecnologías como el de las "vías" enterradas o ciegas, el ejemplo que hemos preparado es con un encapsulado de tipo medio tanto en numero de pines como en su proximidad, esto nos permite usar "vías pasadoras" a todas las capas.

Partiendo de este supuesto se puede ver, que con un circuito de 4 Capas podríamos resolver una BGA con 6 filas de pines suponiendo que las 2 internas fuesen pines de alimentación.

Puede verse que con cada 2 nuevas filas de pines se va generando la obligación de utilizar 2 capas mas.

Este ejemplo parte del supuesto de un uso intensivo de las conexiones de la BGA,, podría darse el caso de una resolución del trazado con menos capas si no se utilizan todas las conexiones.

En SYSTEMCAD asesoramos a nuestros clientes sobre cual puede ser la mejor opción en cada caso concreto.

Auto Emplazamiento y Auto Trazado

En la década de los 80 empiezan a aparecer los primeros programas de diseño asistido por ordenador para el trazado de los circuitos impresos, en un principio eran muy rudimentarios, y su función básica era la de digitalizar los diseños realizados a mano.

A finales de los 80, ya empiezan a ser verdaderos programas de diseño de circuitos impresos con herramientas que potenciaban el trabajo manual, y es a primeros de los 90 que empiezan a incorporar módulos de Auto_Emplazado y Auto_Trazado medianamente eficientes.

Con la llegada de los componentes SMD y de circuitos con densidades de trazado mas altas muchos de estos programas se van quedando obsoletos y solo sobreviven los que adaptan sus algoritmos para tipos de trazado mucho mas complejos.

Hoy en día y a pesar de que todos estos programas han evolucionado notablemente solo se usan como herramientas complementarias al trabajo de los diseñadores, raro sera el caso de un diseño que se haya realizado de una forma automatizada en un tanto por ciento elevado.

En SYSTEMCAD utilizamos estos módulos como herramientas orientativas , para de una forma rapida poder saber si en un circuito que prevemos de una densidad alta nos van a caber todos los componentes, o si un emplazamiento determinado nos va a dar muchos dolores de cabeza cuando empecemos a trazarlo.

Aquí os dejo el enlace a uno de estos productos : ELECTRA Autorouter

El Diseño del Circuito Impreso y la industria.

Las imágenes superiores son desarrollos realizados en Systemcad, en ellas se puede observar el amplio espectro que cubre hoy en día el diseño de circuitos impresos y las consecuencias finales en el ahorro de costes si pensamos que hace algunos años muchos de estos desarrollos necesitaban de cableado convencional.

Nuestros Clientes abarcan un amplio abanico de sectores de la industria y ello nos obliga a estar siempre adaptándonos a las nuevas necesidades que se van generando.

Los programas de diseño CAD y estaciones de trabajo que utilizamos son actualizados periódicamente para poder estar siempre preparados para los retos que nuestros clientes solicitan.

Cada diseño, necesita de un estudio particular para el medio en el que va ser utilizado, no solo es el trazado de las señales, se ha de valorar su función, el ambiente donde va a ser utilizado, su fabricación, costes y montaje así como la vida útil del producto.

Todas las imágenes utilizadas son cortesía de nuestros Clientes.

La Fabricacion de C.I. y su Complejidad

Cuando empezamos a diseñar un C.I. tenemos que poder valorar (Si nuestro cliente nos lo solicita) las diversas opciones que nos ofrecen los fabricantes de circuitos.

Independientemente del tipo de circuito (Monocapa, Bicapa, Multicapa, etc.) y de los acabados (Serigrafia, Mascarilla Antisoldante, Tinta Pelable, etc.) tambien tenemos que saber el grado de complejidad que vamos a crear para su fabricación (Anchura de pistas, Taladros minimos, Precision de los Fresados, etc.).

Los fabricantes de circuitos ponen a nuestra disposición unas tablas con los parámetros a tener en cuenta, estas tablas normalmente están ordenadas de menor a mayor grado de dificultad en la fabricación y se acostumbran a llamar " CLASES".
Normalmente los fabricantes nombran las "Clases" numéricamente y la mayoría de ellos empiezan en el 3 y algunos terminan en el 7

Podemos decir de una forma genérica, que cualquier circuito de una "clase" inferior costara menos de fabricar y por lo tanto tendrá un coste final inferior.

Las tablas mostradas en las imágenes superiores pertenecen a fabricantes de Catalunya y son solo un ejemplo, puede haber mas y con parametros iguales o similares, antes de realizar un diseño es muy positivo dejarnos asesorar por el fabricante que va a realizar el circuito.

La imagen del diseño ( Cortesía de la empresa PANTERTRONIC) nos sirve para ilustrar lo anteriormente comentado. Este circuito estaría en uno u otro nivel de CLASE dependiendo del fabricante, esta información ayudara a nuestro cliente a escoger la mejor opción en cada caso.

Las TABLAS y los datos mostrados son propiedad de los fabricantes nombrados a continuación. Los fabricantes de circuitos ponen en sus Webs amplia informacion sobre todos sus procesos, si se quiere profundizar en el tema nada mejor que acceder a la información disponible.

LAB CIRCUITS
CIPSA CIRCUITS
2CI Circuitos Impresos
NOVATEK CIRCUITS

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