Cómo realizar una comprobación de reglas de diseño (DRC) para sus PCB

Cada vez que diseñas una PCB y quieres convertirla en un producto real, tendrás que asegurarte de que el diseño cumpla con todas las restricciones del proceso de fabricación de PCB estándar. Estas restricciones en el diseño de PCB se conocen como reglas de diseño, y para verificar estas reglas en un software CAD tenemos que ejecutar el algoritmo DRC (Verificación de Reglas de Diseño). La creciente complejidad de las placas ha hecho casi imposible llevar a cabo el proceso de verificación de reglas de diseño manualmente, por lo que los diseñadores tienen que programar las reglas de diseño correctas en su software CAD para avanzar fácilmente en el flujo de trabajo de diseño de PCB.

La DRC es un proceso que verifica tu diseño de PCB contra un conjunto de reglas predeterminadas para asegurar la fabricabilidad y funcionalidad. Ejecutar una DRC al principio y con frecuencia en el proceso de diseño puede ahorrarte tiempo, reducir errores y minimizar costosos retrabajos. Aquí tienes una guía paso a paso sobre cómo ejecutar eficazmente una DRC para tus PCB.

Verificación de Reglas en el Flujo de Trabajo de Diseño de PCB

Las DRC deben integrarse en varias etapas del proceso de diseño de PCB, pero mantener la productividad depende de cómo se inicien. El software ECAD ofrece herramientas de verificación de reglas que pueden ser total o parcialmente automatizadas, y es importante que los diseñadores configuren estas herramientas al comienzo de un proyecto. Antes de comenzar el diseño de la PCB, los diseñadores deben configurar reglas en categorías como:

1. Separaciones mínimas entre todos los elementos de cobre y componentes

2. Restricciones de pistas, como longitud total, ancho y enrutamiento

3. Reglas específicas de red, por ejemplo, reglas sobre pares diferenciales y control de impedancia.

4. Reglas DFA relacionadas con la máscara de soldadura, separaciones entre pads y espaciado de componentes

5. Separaciones de placa, vías y borde mecánico

Si bien estas reglas de diseño ayudan a asegurar el cumplimiento con la mayoría de los requisitos DFM, gestionarlas todas manualmente puede ser abrumador y propenso a errores. Dado que la intervención humana siempre conlleva el riesgo de errores, es crucial complementar una revisión de diseño manual con verificaciones de reglas automatizadas a lo largo del proceso de diseño de PCB. De esta manera, los errores pueden identificarse y corregirse tempranamente. Todas las reglas DRC se resumen en la siguiente sección.

7 Verificaciones DRC Comunes en un Diseño de PCB

1. Restricciones de Espaciado

• Espaciado entre Vías: Especifica el espaciado mínimo permitido entre vías.
• Tipos de Espaciado de Red: Define reglas de espaciado para diferentes tipos de redes.
• Restricciones de Espaciado de Cobre: Define reglas de espaciado para elementos de cobre.
• Texto Grabado a Formas de Cobre: Verifica el espaciado entre el texto grabado y las formas de cobre.
• Espaciado entre Paquetes: Define el espaciado mínimo requerido entre diferentes paquetes.

2. Restricciones de Ancho de Línea

• Restricciones de Ancho de Línea: Restricciones relacionadas con el ancho de las líneas en el diseño.
• Ancho Mínimo de Línea: Especifica el ancho mínimo permitido para las pistas.
• Ancho Máximo de Línea: Especifica el ancho máximo permitido para las pistas.

3. Restricciones de Vías

• Vías Apiladas: Reglas para crear y gestionar vías apiladas en los diseños.
• Restricciones de Lista de Vías: Restricciones relacionadas con los tipos de vías permitidas y su uso.
• Vía Debajo del Componente: Reglas que prohíben vías debajo de componentes especificados.

Para más información sobre las restricciones de vías y los diferentes tipos de vías en el diseño de PCB, consulta nuestra guía completa sobre vías de PCB.

4. Restricciones de Red

• Tipos Físicos de Red: Define las propiedades físicas y restricciones de diferentes redes.
• Restricciones de Pares Diferenciales: Reglas para manejar pares diferenciales en los diseños.

5. Anillo Anular

• Restricciones de Anillo Anular: Restricciones relacionadas con las dimensiones del anillo anular.
• Pines de Orificio Pasante Bajo Componentes SMD: Verifica colocaciones incorrectas de pines de orificio pasante bajo componentes SMD.
• Verificaciones de Terminales de Componentes: Verificaciones relacionadas con los terminales de los componentes.

Consulta nuestra guía completa para más información sobre anillos anulares en el diseño de PCB.

6. Restricciones de Marcas de Referencia y Contorno

• Verificaciones de Marcas de Referencia: Verifica la correcta colocación de las marcas de referencia.
• Restricciones de Contorno: Restricciones relacionadas con el contorno del diseño.

7. Restricciones de Recortes

Restricciones de Recortes: Reglas para los recortes de diseño y sus colocaciones.

Restricciones de Diseño para Fabricación

Automatizando tu Proceso de DRC

En general, hay tres maneras de optimizar la verificación de reglas en un flujo de trabajo típico de diseño de PCB:

1. Revisión Manual del Diseño: El diseñador revisa manualmente la PCB para asegurar que cumple con los requisitos físicos y funcionales. Los equipos suelen discutir y verificar aspectos específicos como las restricciones mecánicas y eléctricas.

2. DRC en Línea: Mantén esto siempre habilitado durante el diseño y enrutamiento. Ayuda a detectar violaciones de reglas en tiempo real mientras trabajas, con cualquier problema resaltado visualmente para que puedas corregirlo en el momento.

3. DRC Integral: Una vez que el diseño está terminado y listo para generar las salidas, ejecuta una DRC integral. Verificará todas las reglas y creará un informe detallado de cualquier violación que pudiera haberse pasado por alto durante el diseño. Después, estos errores resaltados pueden ser abordados manualmente por el diseñador.

Cómo Ejecutar una Verificación de Reglas de Diseño (DRC) para tus PCB Personalizadas

Paso 1: Configura tus Reglas de Diseño

Como se mencionó anteriormente, antes de ejecutar una DRC, necesitas definir tus reglas de diseño. La mayoría del software de diseño de PCB, como EasyEDA, KiCad o Eagle, te permite personalizar estas reglas según tus necesidades específicas y las recomendaciones de tu fabricante. Asegúrate de obtener los parámetros de las reglas de diseño de tu fabricante de PCB, ya que a menudo tienen pautas específicas. Las reglas generalmente se enumeran en la sección de capacidades del fabricante.

Una vez que hayas determinado las separaciones requeridas, la geometría de las pistas y los límites de enrutamiento, las restricciones de ensamblaje y cualquier restricción de diseño personalizada, querrás definirlas dentro de la ventana del Editor de Reglas y Restricciones de PCB antes de comenzar el diseño de la PCB.

Paso 2: Ejecuta la DRC en tu Software de Diseño de PCB

Después de establecer las reglas de diseño, es hora de ejecutar la DRC dentro de tu software de diseño de PCB. La mayoría de las herramientas tienen una función DRC integrada que analizará automáticamente todo el diseño en busca de violaciones de reglas. Así es como se ejecuta típicamente la DRC:

Abre la función DRC, que generalmente está disponible en la sección "Herramientas" o "Validación" del software. Luego inicia la DRC, y el software generará una lista de posibles violaciones. Aquí hay un artículo de blog que cubre todos los errores de DRC en detalle.

Paso 3: Revisa y Resuelve las Violaciones

Una vez que la DRC esté completa, revisa la lista de violaciones generada por el software. Cada violación se marcará en tu diseño de PCB, mostrando la ubicación y la naturaleza del problema.

Resuelve cada violación modificando el diseño de acuerdo con los problemas señalados, ajustando los anchos de pista, el espaciado o reposicionando componentes según sea necesario.

Paso 4: Vuelve a Ejecutar la DRC

Después de realizar ajustes en tu diseño, vuelve a ejecutar la DRC para asegurarte de que se hayan abordado todas las violaciones. Es común pasar por múltiples iteraciones antes de que el diseño esté completamente libre de errores.

Mejores Prácticas para Ejecutar la DRC

• Ejecuta la DRC con Frecuencia: No esperes hasta que el diseño esté completo para ejecutar la DRC. Ejecuta verificaciones con frecuencia mientras diseñas para detectar errores temprano.
• Comprende las Capacidades del Fabricante: Asegúrate de que tus reglas de diseño se alineen con las capacidades de tu fabricante para prevenir rediseños.
• Prioriza los Errores Críticos: Algunos errores de DRC pueden no ser críticos, pero otros podrían llevar al fallo del diseño. Prioriza la resolución de errores críticos que puedan afectar la funcionalidad.

Conclusión

Ejecutar una Verificación de Reglas de Diseño (DRC) es una parte crucial del proceso de diseño de PCB. Asegura que tu diseño cumpla con los estándares de fabricación y previene errores costosos en el futuro. Al comprender tus reglas de diseño, usar tu software de diseño de PCB de manera efectiva y colaborar con tu fabricante, puedes asegurar un proceso de DRC exitoso y una PCB confiable y fabricable.<