A importância das bibliotecas PCB de alta qualidade

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A importância das bibliotecas PCB de alta qualidade 3A importância das bibliotecas PCB de alta qualidade

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Em sua apresentação no Vale do Silício do inverno 2019 do IPC Designers Council, Natasha Baker, fundadora e CEO da SnapEDA, discute os desafios de criar e manter bibliotecas de PCB de alta qualidade, bem como as dificuldades que os engenheiros enfrentam ao projetar placas de circuito.

Natasha Baker é a fundadora do SnapEDA, um mecanismo de pesquisa para bibliotecas de PCB e outros modelos necessários para projetar placas de circuito, usadas por um milhão de designers de eletrônicos em todo o mundo. Ela é formada em Ciências Aplicadas em Engenharia Elétrica pela Universidade de Toronto. Com uma década de experiência na indústria de PCB, ela aprendeu as armadilhas comuns que os engenheiros fazem ao projetar eletrônicos.

O SnapEDA é usado por mais de um milhão de engenheiros profissionais de todo o mundo para construir placas de circuito mais rapidamente. Ele fornece pegadas gratuitas de PCB, símbolos esquemáticos e modelos 3D para milhões de componentes eletrônicos, permitindo que os engenheiros se concentrem no design e na inovação, em vez de na criação de bibliotecas.

Por que você deve construir uma biblioteca de PCBs de qualidade?

Ao projetar uma PCB, cada componente eletrônico requer um símbolo para a captura esquemática, que descreve funções de pinos, mapeamentos e tipos e uma pegada de PCB, para garantir que o componente seja soldado à placa corretamente. Além disso, os modelos 3D também são geralmente usados ​​pelos engenheiros para verificar as folgas entre seus PCBs e suas carcaças mecânicas.

Pode ser difícil acertar bibliotecas de alta qualidade, mas são um elemento essencial do processo de design de PCBs, porque garantem:

  1. Fabricação adequada e confiável
  2. Outros recursos da ferramenta CAD funcionam corretamente (por exemplo: verificações ERC e DRC)
  3. Consistência, que torna os projetos legíveis e reutilizáveis

A construção de uma boa biblioteca de PCBs apresenta vários desafios e dificuldades, conforme discutido na apresentação de Natasha Baker. Antes de tudo, é um processo muito orientado a detalhes, em que é necessário um alto nível de precisão para cada pino, bloco e peça. Além disso, há uma falta de consistência na forma como as planilhas de dados são criadas, o que pode causar erros inadvertidos durante sua interpretação.

A falta de padrões e o alinhamento do setor é outro grande desafio na construção de bibliotecas de PCB de alta qualidade. Além disso, usuários ou empresas têm preferências ou requisitos específicos. Até recentemente, a maioria das empresas tinha seus próprios padrões, mas atualmente observamos uma mudança no setor em direção à criação e ao uso de mais padrões do setor.

Finalmente, a importância de uma biblioteca é frequentemente subestimada e negligenciada. Todas as empresas sabem que é importante ter pegadas bem fabricadas, mas, na prática, priorizar a manutenção da biblioteca em detrimento de outras tarefas críticas pode ser um desafio.

Em sua palestra, Natasha Baker também discute erros comuns que os engenheiros cometem ao criar projetos de PCB. Esses erros incluem problemas de mapeamento de pinos, erros de dimensão de almofada, cobre exposto sobreposto por serigrafia e dimensões de contorno incorretas ou interpretações incorretas das dimensões do componente. Além disso, existem alguns erros menos comuns que mesmo engenheiros altamente experientes podem cometer, como o uso de vistas superior / inferior espelhadas, folhas de dados erradas ou mal interpretadas, centróides incorretos, orientação zero do componente incorreta e muito mais.

Para evitar isso, verificar a biblioteca antes de um design ser fabricado é uma parte importante do processo de trabalho para cada equipe de design, independentemente da origem da biblioteca (seja do fabricante do componente, de uma biblioteca existente que a empresa criou ou de uma biblioteca externa de um site de terceiros) e existem algumas etapas cruciais a serem seguidas. Essas etapas podem ser resumidas brevemente, da seguinte forma: definindo um forte processo de verificação e mantendo e aplicando listas de verificação detalhadas.

Para ajudar os engenheiros a superar os desafios que enfrentam ao projetar placas de circuito e verificar seus projetos, o SnapEDA fornece várias ferramentas. Isso inclui o suporte a uma ampla variedade de formatos de design, oferecendo a possibilidade de criar peças automaticamente usando a visão por computador e o reconhecimento óptico de caracteres e também solicitar a pegada e o símbolo de um componente específico (se ele ainda não estiver na biblioteca) instantaneamente.

Em conclusão, as bibliotecas, embora muitas vezes ignoradas, são indispensáveis ​​para fabricação confiável, legibilidade e para permitir verificações de ERC e DRC. A implementação de um forte processo de verificação é essencial para um bom projeto de PCB. Existem várias ferramentas para ajudar os engenheiros a projetar mais rapidamente e a serem mais eficientes e produtivas.

PCB Design

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7 Perguntas sobre bibliotecas de PCB respondidas por Natasha Baker

Quais padrões devo usar para minhas bibliotecas de PCB? Quais fatores afetarão a capacidade de fabricação da minha PCB final? Quais são os erros comuns dos quais preciso ter mais cuidado ao definir minhas bibliotecas para evitar iterações desnecessárias de protótipos de PCB? Estes são alguns dos muitos questionadores que os designers de PCBs fazem antes de iniciar seus projetos. Decidimos abordar essas questões para facilitar a vida dos projetistas de PCB. Então, sentamos com Natasha Baker e fizemos algumas perguntas enfrentadas por Designers de PCB durante a seleção de bibliotecas de PCB.

Sierra Circuits: Por que as bibliotecas de PCB são importantes?

Natasha Baker: Precisamos de bibliotecas de PCB para garantir a fabricação adequada. As bibliotecas de PCB são muito importantes porque afetam a capacidade de fabricação e o rendimento do seu projeto. Por exemplo, uma pinagem incorreta em um design pode tornar sua PCB completamente disfuncional, resultando em retrabalho demorado ou até em resinas desnecessárias da placa. Além disso, se as pastilhas estiverem desligadas em uma fração de milímetro, isso poderá resultar em solda inadequada. É por isso que gastar tempo para garantir que suas bibliotecas sejam bem definidas é crucial.

As bibliotecas de PCB nem sempre recebem a atenção que merecem no setor. No entanto, acho que é míope, porque eles são a espinha dorsal de qualquer projeto de eletrônica.

SC: Quais são os padrões frequentemente seguidos ao criar bibliotecas de PCB?

NB: Um dos órgãos de padronização mais populares que trabalham na criação de padrões para pegadas – ou padrões de terra – é o IPC. O padrão mais recente para componentes de montagem em superfície é o IPC-7351B, e o lançamento de uma versão atualizada desse padrão é iminente. Esses padrões definem todos os aspectos das pegadas – incluindo aspectos como a máscara de solda, a pasta de solda e o pátio. Organizações como o IEEE também cobrem padrões de símbolos, especialmente para componentes discretos comuns.

SC: Quais são os erros comuns cometidos pelos designers durante a seleção de componentes de PCB?

NB: Os problemas de mapeamento de pinos são provavelmente o erro mais básico cometido pelos designers. O mapeamento dos pinos de símbolos para os pinos de pegada é extremamente tedioso – especialmente em uma parte com alto número de pinos, como um FGPA -, portanto, não é muito surpreendente. Mas este é geralmente um dos primeiros erros a queimar um engenheiro.

Outro problema frequente que vemos entre os engenheiros mais novos é a colocação de serigrafia sobre as almofadas de cobre, o que pode levar a más juntas de solda.

Em termos de engenheiros mais experientes, o problema mais comum de longe é interpretar mal a vista inferior de um componente como sendo a vista superior. Quando isso acontece, o componente é “espelhado”. Existem alguns hacks para corrigir esse problema (em alguns casos, o componente pode ser invertido na placa e as pernas dobradas para trás), mas obviamente, esse é um processo bastante desagradável.

SC: Precisamos atualizar as bibliotecas de PCB com exemplos?

NB: Os padrões mudam, e isso significa coisas como recomendações nas terras de cobre, ou mesmo a orientação padrão de uma pegada pode mudar (o que importa porque é necessário para a máquina de escolher e colocar). Então, sim, manter-se atualizado com os mais recentes padrões do setor é uma boa prática.

SC: É importante verificar as bibliotecas de PCB?

NB: Sim, se você obtém uma biblioteca de um site (como o SnapEDA ou o site de um fornecedor de componentes) ou se sua equipe os cria, é crucial passar por um conjunto padrão de verificações como parte do processo do DFM, pelos motivos mencionados anteriormente . O custo de um erro é alto e, como as bibliotecas são muito orientadas a detalhes, é importante sempre verificar os detalhes.

SC: Qual é a abordagem de organizações maiores em relação às bibliotecas de PCB?

NB: Os tempos estão mudando rapidamente na indústria de PCB. Costumava ser principalmente grandes empresas projetando eletrônicos, e eles tinham bibliotecários dedicados para apoiar os engenheiros. Mas, à medida que as equipes de design ficam menores, vimos um grande aumento de engenheiros em busca de bibliotecas prontas para uso. É incrível o quanto as coisas mudaram em apenas 5 anos.

SC: Como você se destaca dos outros?

NB: Eu diria que os engenheiros realmente precisam experimentar para experimentar a mágica. O SnapEDA economiza muito tempo dos engenheiros e continuamos adicionando novos recursos para melhorar suas vidas. Alguns exemplos são o nosso construtor de símbolos de visão computacional InstaBuild (www.snapeda.com/instabuild), nosso construtor de símbolos de visão computacional e o InstaPart (www.snapeda.com/instapart), nosso serviço de solicitação de 24 horas para bibliotecas de PCB.

Para encontrar símbolos, pegadas e modelos 3D gratuitos para seus projetos, visite o site do SnapEDA.

Tags: Componentes, Pegada, Bibliotecas de PCB

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