O desenvolvimento de uma placa de circuito impresso (PCB) para produção requer muito mais que conhecimento da ferramenta CAD: é essencial, em qualquer cronograma, três etapas dedicadas à revisão do projeto - PCB design review, PCB design review checklist e schematic review - antes de gerar os arquivos para fabricação, evitando erros como trilhas mal dimensionadas, sem redes definidas ou erros nos arquivos GERBER.

O que é a revisão de projeto de PCB?

A revisão de projeto de PCB é o processo de inspeção técnica realizado durante o desenvolvimento de uma placa, com foco em eliminar erros elétricos, geométricos, físicos, funcionais e até estéticos, que poderiam comprometer a fabricação, o desempenho do produto ou sua aparência final. Considere dedicar tempo, num cenário realista dentro do seu cronograma, para revisar cuidadosamente seu layout e também seu esquema elétrico - pode parecer uma etapa a mais na sua agenda, mas certamente, poupará tempo na fabricação, futuramente.

Diferença entre revisão de esquema elétrico e revisão de layout PCB

As duas revisões de projeto – esquema elétrico e layout PCB – são essenciais e devem ser realizadas em sequência, sistematicamente, sempre antes da exportação dos arquivos finais para envio ao fabricante.

Quando devo realizar a revisão do projeto?

As revisões do projeto deverão ocorrer:

· Sempre que finalizar ou atualizar o esquema elétrico

o Revise no dia seguinte ou em algumas horas após finalizar o esquema elétrico para ter uma visão mais abrangente

o Peça para alguém revisar: uma segunda opinião pode ser importante na detecção de falhas

· Após definir o layout físico da placa

o Certifique-se de ter trilhas suficientemente largas para circuitos de alta corrente e mantenha distâncias seguras entre elas

· Antes de gerar os arquivos GERBER

· Ao gerar os arquivos para envio ao fabricante ou montador, faça uma última revisão para garantir a consistência do projeto.

Checklist de revisão do esquema elétrico

O esquema elétrico é a representação gráfica e lógica dos circuitos que o seu projeto apresenta. A partir do conceito de que seu circuito foi concluído, confira os itens abaixo antes de iniciar o layout PCB do projeto:

1. Redes não roteadas

Confirme se todas as conexões do esquema elétrico foram atribuídas no layout: redes sem rota podem causar erros de conexão, pads sem referências poderão causar retrabalhos no roteamento das trilhas na PCB.

2. Relação com o layout

Antes da revisão final, garanta que o desenho do esquema elétrico esteja sincronizado com o layout PCB - verifique labels, orientações sobre conexões e todas as informações críticas do seu projeto.

3. Componentes e identificação

Certifique-se de que:

· Todos os designadores estão presentes

· Cada designador está próximo ao seu componente

· O texto está legível e será impresso com qualidade na fabricação (fonte e tamanho adequados para maior qualidade visual possível)

4. Informações no silkscreen

O silkscreen deve incluir:

· Nome da placa ou do projeto - por exemplo, Amplificador Classe A ou ainda Automação residencial de 7 canais

· Número de revisão - VR. 1.5.6

· Marcadores de teste/QA - pode ser um campo para colagem de etiquetas, por exemplo

· Informações sobre todos os componentes, terminais, pontos de testes e valores de tensão de referência

o Tabelas com informações relevantes sobre configurações no circuito (como posição de jumpers, por exemplo) podem ser incluídas no silkscreen como referência ao montador do projeto

· Símbolo de polaridade e pino 1 visíveis para ICs, conectores e componentes críticos

o Essa informação deve ser prioritária em todos os projetos, é uma boa prática em qualquer layout

5. Verificação do relatório de regras de design (DRC)

Execute um Design Rule Check (DRC) completo:

· Sem erros: se a verificação apontar erros, revise os pontos mencionados e os corrija de acordo com o apontamento

· Inclua verificações de redes com apenas 1 pino (que podem passar despercebidas)

o Não ignore pequenos descuidos: isso vai ter impacto na fabricação da PCB e pode atrasar sua fabricação

6. Preparação mecânica

Antes de revisar com a equipe do projeto:

· Confirme que o contorno da placa está definido numa camada mecânica

· Verifique se todos os furos de montagem possuem espaços suficientes

o É necessário garantir que haja espaçamento para fixação da placa nos locais de montagem do projeto, seja por parafusos ou clipes de fixação

· Assegure que os modelos 3D de todos os componentes estejam corretos e em posições adequadas em relação à polaridade, que estejam livres de interferências com outros circuitos e que haja distância segura entre componentes ativos que possam gerar calor

o Importante: seu layout PCB deve prever a possibilidade de interferência entre circuitos sensíveis, como RF ou áudio de alto ganho; seu projeto deve garantir que esses circuitos estejam devidamente isolados entre si para evitar transtornos futuros com a montagem do circuito

o Certifique de manter distância segura entre componentes que geram calor - transistores, BGAs, Mosfets, resistores de potência etc. - e capacitores eletrolíticos, por exemplo, aumentando a vida útil de todos os componentes próximos

Checklist de revisão do layout de PCB

Com o layout físico pronto, a revisão muda de foco para aspectos geométricos, planos e de integridade do sinal. Garantir que as camadas estejam bem definidas e que atendam aos requisitos do fabricante é um ponto crucial para o sucesso do projeto.

1. Empilhamento de camadas

Verifique se:

· Há um total de camadas definido no projeto

· A espessura do cobre e alturas são compatíveis com o fabricante

o Você deve solicitar ao fabricante as informações de tolerâncias mínimas e máximas para que seu projeto seja desenvolvido em conformidade com as especificações

· Planos de referência contínuos e ininterruptos (especialmente o plano de terra)

o Circuitos sensíveis devem ser priorizados em malhas contínuas com planos de terra (GND) do projeto a fim de garantir perfeito funcionamento e eliminação de interferências prejudiciais ao funcionamento

2. Caminho do sinal e vias

Nessa etapa, muitos projetos podem ser reprovados, precisando de mais tempo para adequação e fazendo com que a equipe perca cronogramas de produção, fazendo com que o projetista tenha que voltar alguns passos e refazer partes do projeto. Para o bom andamento do cronograma, certifique-se de que:

· Os planos de terra estão devidamente unificados na placa e possuem um ponto comum entre os demais circuitos

· Trilhas de alimentação possuem distanciamento seguro, compatível com a corrente a ser aplicada e que possuam vias suficientes para cada ponto do circuito

o Uma boa prática é criar pontos de referência na placa para medições de tensão em manutenções futuras (point test) e desenhar trilhas robustas para maior contato e resistência física

· A largura e distância das trilhas deve ser compatível com a aplicação

o Trilhas mal dimensionadas tendem a aquecer quando aplicadas em circuitos de alto desempenho, levando a um circuito ineficiente, perda de energia por dissipação de calor e redução da vida útil da PCB

o Em sinais de controle e de baixa corrente, não é necessário definir trilhas largas demais: aproveite essas áreas para aplicar plano de terra (GND) para aprimorar a blindagem entre pontos do circuito

· As vias estão dimensionadas corretamente e posicionadas de forma estratégica para retorno de sinal e melhor dissipação térmica possível

3. Componentes

Abordando os componentes do projeto, confira os seguintes pontos:

· Os pads through-hole estão corretamente metalizados para soldagem?

· Há espaçamento adequado para utilização de soquetes e dissipadores de calor?

o Em projetos com aplicação de dissipadores de calor, você deverá atentar aos suportes de fixação na placa: podem ser furos para passagem de parafusos ou fixação por solda, em dissipadores que possuam essa característica

· Componentes de desacoplamento de circuitos sensíveis e suas derivações estão próximos aos seus pinos elétricos de alimentação?

o Um layout elegante e preciso vai garantir plena alimentação aos circuitos críticos e um desacoplamento eficiente

Erros mais comuns em projetos antes da fabricação da PCB

O cenário global de fabricação de PCB permite uma gama imensa de verificações automatizadas, mas nem sempre isso garante que um layout imperfeito seja aprovado. A seguir, você poderá aprender como evitar os erros mais comuns em projetos antes mesmo de enviar os arquivos para fabricação.

1. Redes sem rota, com interrupção ou mal-formadas

As redes devem estar devidamente roteadas e interconectadas de acordo com o esquema elétrico. Para assegurar que seu projeto esteja preparado para ser fabricado, confira estes itens:

· As trilhas estão completas no layout?

· Todos os pontos previstos no esquema elétrico foram roteados?

o Comece sua revisão pelos pontos de alimentação e vá evoluindo para os pontos menores da placa, como conexão com ICs e terminais

o A camada de terra (GND) possui conexão nos pontos previstos no esquema elétrico?

2. Deficiências no plano de terra

Problemas mais comuns encontrados com os planos terra são:

· Planos de terra fragmentados ou mal-formados

A interrupção dos planos de terra pode permitir que áreas não previstas na placa estejam desconectadas, podendo funcionar como ‘antenas’ que captam interferências irradiadas

· Falta de informação no silkscreen referenciando os pontos comuns de terra (GND)

· Ausência de retorno de referência para sinais críticos

o A continuidade do plano de terra aumenta a imunidade ao ruído, cria barreiras físicas de blindagem e aproveita a parte cobreada da placa

3. Etiquetas e textos incorretos

Textos sobre pads ou posicionados de forma ambígua devem ser removidos antes do envio para produção. Uma revisão cuidadosa nas etiquetas e informações garantirá que todas as informações importantes estarão claras e legíveis no projeto final, facilitando a montagem do circuito e servindo como referência futura para manutenções.

Verificação de arquivos GERBER

Visualize os arquivos exportados com o GERBER Viewer antes de enviar ao fabricante:

· Além de conferir no seu programa de desenvolvimento, abra os GERBER Files em um visualizador externo também

· Uma camada de verificação dupla permite uma análise mais profunda e cuidadosa da placa

· Confira se todas as camadas estão presentes e alinhadas: furos, máscaras, camadas e silkscreen

· As características desejadas no projeto inicial deverão corresponder ao layout apresentado em tela

Design for Manufacturing (DFM)

Enquanto o design review analisa criticamente o projeto antes da fabricação, o DFM garante que o design seja viável, confiável e economicamente fabricável.

1. Objetivo do Design Review no contexto de DFM

Design review é o processo de verificação sistemática do projeto de PCB antes de enviá-lo para fabricação. Quando alinhado ao DFM, ele busca identificar problemas que possam causar:

· Dificuldade de fabricação

· Retrabalho dos projetistas

o Considerar o DFM vai otimizar o tempo de fabricação e evitar desperdício de matéria prima do fabricante

· Erros na máscara de solda e incompatibilidade com requisitos do fabricante

· Falhas de montagem que afetam a confiabilidade

Assim, a revisão garante que o projeto não apenas funcione eletricamente, mas também possa ser fabricado com qualidade e reprodução íntegras.

2. Verificação das regras de fabricação

Durante a revisão de projeto, é fundamental conferir se o layout atende aos requisitos do fabricante.

Principais verificações:

· Largura mínima de trilhas

· Espaçamento entre trilhas

· Diâmetro mínimo de furos

· Pontos de fixação da placa

· Espessura da placa

· Número de camadas

· Fiduciais

O DFM também envolve avaliar se os componentes estão posicionados de forma adequada para montagem automatizada.

Itens avaliados no design review:

· Espaçamento adequado entre componentes

· Orientação consistente de componentes polarizados

· Distância segura entre conectores e bordas da placa

· Área suficiente para ferramentas de soldagem e inspeção

3. Testabilidade da placa

O DFM também considera a capacidade de testar a PCB após a fabricação.

A revisão deve verificar:

· Inclusão de pontos de teste (test points)

· Acesso a sinais críticos

· Espaço para sondas de teste

· Compatibilidade com testes ICT (In-Circuit Test) ou flying probe

Ao integrar essas duas práticas no fluxo de desenvolvimento, engenheiros conseguem reduzir riscos, melhorar a qualidade do produto final e acelerar o processo de industrialização.

Preparação para montagem SMT

Ao preparar arquivos para montagem automática, tenha em mente os seguintes pontos:

1. Pontos fiduciais

Embora as mais modernas máquinas sejam capazes de identificar pontos importantes na placa, seja um projetista cauteloso e inclua:

· Três fiduciais de placa, no mínimo

· Dois fiduciais locais próximos a componentes

2. Pontos de teste

Pense na manutenção futura do projeto:

· Pontos de teste acessíveis e bem identificados

· Distância segura da borda para fixação de interface de teste

· Identificação clara dos pontos em protótipos e reforçados para produção

Conclusão da revisão

A revisão de projeto de PCB não é opcional e deve ser um processo natural para redução de riscos, eliminação de defeitos ocultos e preparação do projeto para fabricação, promovendo uma montagem facilitada e eficiente. Ao finalizar as etapas de verificação PCB design review, exporte os arquivos GERBER do seu projeto e envie ao fabricante.

A seguir, criamos uma lista de verificação técnica baseada em boas práticas de engenharia e adaptável ao seu contexto de aplicação, é uma ferramenta poderosa para evitar retrabalhos caros e atrasos na produção. (Checklist em Excel: Clique aqui)

Boas práticas adicionais

· Realizar revisão cruzada com outro engenheiro

· Utilizar checklist impresso e assinado

· Manter controle de versão do projeto

· Registrar revisões no silkscreen da placa

· Nunca enviar para fabricação sem validação formal