Como Executar uma Verificação de Regras de Design (DRC) para Suas PCBs

Sempre que você projeta uma PCB e deseja transformá-la em um produto real, terá que garantir que o design obedeça a todas as restrições do processo padrão de fabricação de PCBs. Essas restrições no design de PCB são conhecidas como Regras de Design e, para verificá-las em um software CAD, precisamos executar o algoritmo DRC (Verificação de Regras de Design). A complexidade cada vez maior das placas tornou quase impossível realizar o processo de verificação de regras de design manualmente, então os projetistas precisam programar as regras de design corretas em seu software CAD para avançar facilmente pelo fluxo de trabalho de design de PCB.

DRC é um processo que verifica seu design de PCB em relação a um conjunto de regras predeterminadas para garantir a fabricabilidade e a funcionalidade. Executar uma DRC cedo e com frequência no processo de design pode economizar tempo, reduzir erros e minimizar retrabalhos dispendiosos. Aqui está um guia passo a passo sobre como executar efetivamente uma DRC para suas PCBs.

Verificação de Regras no Fluxo de Trabalho de Design de PCB

As DRCs devem ser integradas em vários estágios do processo de design de PCB, mas manter a produtividade depende de como elas são iniciadas. O software ECAD oferece ferramentas de verificação de regras que podem ser total ou parcialmente automatizadas, e é importante que os projetistas configurem essas ferramentas no início de um projeto. Antes de iniciar o layout da PCB, os projetistas devem configurar regras em categorias como:

1. Folgas mínimas entre todos os elementos de cobre e componentes

2. Restrições de trilhas, como comprimento total, largura e roteamento

3. Regras específicas de rede, por exemplo, regras sobre pares diferenciais e controle de impedância.

4. Regras de DFA relacionadas à máscara de solda, folgas entre pads e espaçamento de componentes

5. Folgas da placa, vias e bordas mecânicas

Embora essas regras de design ajudem a garantir a conformidade com a maioria dos requisitos de DFM, gerenciá-las manualmente pode ser exaustivo e propenso a erros. Como o envolvimento humano sempre carrega o risco de erros, é crucial complementar uma revisão de design manual com verificações de regras automatizadas ao longo do processo de design de PCB. Dessa forma, os erros podem ser identificados e corrigidos precocemente. Todas as regras de DRC são fornecidas resumidamente na próxima seção.

7 Verificações Comuns de DRC em um Design de PCB

1. Restrições de Espaçamento

• Espaçamento Via-a-Via: Especifica o espaçamento mínimo permitido entre vias.
• Tipos de Espaçamento de Rede: Define regras de espaçamento para diferentes tipos de redes.
• Restrições de Espaçamento de Cobre: Define regras de espaçamento para elementos de cobre.
• Texto Gravado para Formas de Cobre: Verifica o espaçamento entre texto gravado e formas de cobre.
• Espaçamento Pacote-a-Pacote: Define o espaçamento mínimo necessário entre diferentes pacotes.

2. Restrições de Largura de Linha

• Restrições de Largura de Linha: Restrições relacionadas à largura das linhas no design.
• Largura Mínima de Linha: Especifica a largura mínima permitida para trilhas.
• Largura Máxima de Linha: Especifica a largura máxima permitida para trilhas.

3. Restrições de Vias

• Vias Empilhadas: Regras para criar e gerenciar vias empilhadas em designs.
• Restrições de Lista de Vias: Restrições relacionadas aos tipos de vias permitidas e seu uso.
• Via Sob Componente: Regras que proíbem vias sob componentes especificados.

Para mais informações sobre restrições de vias e os diferentes tipos de vias no design de PCB, confira nosso guia abrangente sobre vias de PCB.

4. Restrições de Rede

• Tipos Físicos de Rede: Define propriedades físicas e restrições de diferentes redes.
• Restrições de Par Diferencial: Regras para lidar com pares diferenciais em designs.

5. Anel Anular

• Restrições de Anel Anular: Restrições relacionadas às dimensões do anel anular.
• Pinos Through-Hole Sob Componentes SMD: Verifica posicionamentos incorretos de pinos through-hole sob componentes SMD.
• Verificações de Terminais de Componentes: Verificações relacionadas aos terminais dos componentes.

Confira nosso guia abrangente para mais informações sobre anéis anulares no design de PCB.

6. Restrições de Fiducial e Contorno

• Verificações de Fiducial: Verifica posicionamentos adequados de fiduciais.
• Restrições de Contorno: Restrições relacionadas ao contorno do design.

7. Restrições de Recorte

Restrições de Recorte: Regras para recortes de design e seus posicionamentos.

Restrições de Design para Fabricação

Automatizando Seu Processo de DRC

Em geral, existem três maneiras de otimizar a verificação de regras em um fluxo de trabalho típico de design de PCB:

1. Revisão Manual de Design: O projetista revisa manualmente a PCB para garantir que atenda aos requisitos físicos e funcionais. As equipes geralmente discutem e verificam aspectos específicos, como restrições mecânicas e elétricas.

2. DRC Online: Mantenha sempre esta opção ativada durante o layout e roteamento. Ela ajuda a detectar violações de regras em tempo real enquanto você trabalha, com quaisquer problemas destacados visualmente para que você possa corrigi-los imediatamente.

3. DRC Abrangente: Quando o design estiver concluído e você estiver pronto para gerar as saídas, execute uma DRC abrangente. Ela verificará todas as regras e criará um relatório detalhado de quaisquer violações que possam ter passado despercebidas durante o layout. Depois disso, esses erros destacados podem ser tratados manualmente pelo projetista.

Como Executar uma Verificação de Regras de Design (DRC) para Suas PCBs Personalizadas

Passo 1: Configure Suas Regras de Design

Como mencionado anteriormente, antes de executar uma DRC, você precisa definir suas regras de design. A maioria dos softwares de design de PCB, como EasyEDA, KiCad ou Eagle, permite personalizar essas regras com base em suas necessidades específicas e nas recomendações do seu fabricante. Certifique-se de obter os parâmetros das regras de design do seu fabricante de PCB, pois eles geralmente têm diretrizes específicas. As regras geralmente estão listadas na seção de capacidades do fabricante.

Depois de determinar as folgas necessárias, a geometria das trilhas e os limites de roteamento, as restrições de montagem e quaisquer restrições de design personalizadas, você deverá defini-las dentro da janela do Editor de Regras e Restrições de PCB antes de iniciar o layout da PCB.

Passo 2: Execute a DRC no Seu Software de Design de PCB

Após definir as regras de design, é hora de executar a DRC dentro do seu software de design de PCB. A maioria das ferramentas possui uma função DRC integrada que analisará automaticamente todo o design em busca de violações de regras. Veja como normalmente executar a DRC:

Abra o recurso DRC, que geralmente está disponível na seção "Ferramentas" ou "Validação" do software. Em seguida, inicie a DRC e o software gerará uma lista de possíveis violações. Aqui está um artigo de blog cobrindo todos os erros de DRC em detalhes.

Passo 3: Revise e Resolva as Violações

Assim que a DRC for concluída, revise a lista de violações gerada pelo software. Cada violação será sinalizada no layout da sua PCB, mostrando a localização e a natureza do problema.

Resolva cada violação modificando o layout de acordo com os problemas sinalizados, ajustando larguras de trilhas, espaçamento ou reposicionando componentes conforme necessário.

Passo 4: Execute a DRC Novamente

Após fazer ajustes no seu design, execute a DRC novamente para garantir que todas as violações foram resolvidas. É comum passar por várias iterações antes que o design esteja totalmente livre de erros.

Melhores Práticas para Executar DRC

• Execute a DRC com Frequência: Não espere até que o design esteja concluído para executar a DRC. Execute verificações com frequência durante o design para detectar erros precocemente.
• Entenda as Capacidades do Fabricante: Certifique-se de que suas regras de design estejam alinhadas com as capacidades do seu fabricante para evitar redesigns.
• Priorize Erros Críticos: Alguns erros de DRC podem não ser críticos, mas outros podem levar à falha do design. Priorize a resolução de erros críticos que podem afetar a funcionalidade.

Conclusão

Executar uma Verificação de Regras de Design (DRC) é uma parte crucial do processo de design de PCB. Ela garante que seu layout atenda aos padrões de fabricação e evita erros dispendiosos no futuro. Ao entender suas regras de design, usar seu software de design de PCB de forma eficaz e colaborar com seu fabricante, você pode garantir um processo de DRC bem-sucedido e uma PCB confiável e fabricável.