Progettazione e sviluppo layout PCB: il cuore della realizzazione dei circuiti stampati

In questo secondo articolo della nostra rubrica BE-INSIDE (qui puoi leggere il primo) approfondiamo una fase cruciale nel processo di sviluppo di un prodotto elettronico: la progettazione di un layout PCB. Questo procedimento consente di trasformare uno schema elettrico, ossia una rappresentazione simbolica delle interconnessioni tra i componenti, in file digitali pronti per la produzione di Printed Circuit Boards (PCB), o circuiti stampati.

In Beta Electronics utilizziamo strumenti software avanzati per garantire precisione e qualità nei nostri progetti.

Dallo schema elettrico al PCB: i passaggi fondamentali 🎯

1. Schema Elettrico e Netlist
Lo schema elettrico rappresenta l’idea del prodotto tramite simboli e net che illustrano le interconnessioni tra i componenti. Per rendere questa idea tangibile, si utilizza un software dedicato che permette di sviluppare il layout del PCB. In questa fase, ogni simbolo elettrico viene associato al suo footprint, una rappresentazione fisica che definisce i collegamenti reali, il metodo di saldatura e le dimensioni meccaniche effettive del componente.
Successivamente, viene generata una Netlist, un file che riepiloga tutte le interconnessioni tra i vari componenti e che importato sul software guida la visualizzazione dei collegamenti elettrici tra i pin dei vari footprint

2. Impostazione Regole e Struttura del PCB
Prima di iniziare il routing delle piste, è essenziale configurare tutte le regole elettriche e meccaniche e definire la struttura del PCB: dimensioni, numero di layer, spessore e materiali. Queste specifiche assicurano che il design rispetti le caratteristiche tecniche richieste e sia ottimale per la produzione.

3. Posizionamento e Routing
Una volta collocati i componenti sulla board, si passa al routing, ovvero alla tracciatura delle piste che collegano elettricamente i componenti. Questo passaggio sfrutta i vari strati del PCB per ottimizzare l’uso dello spazio e garantire un design funzionale

4. Controllo del Design
Prima di finalizzare il progetto, si effettua il Design Rule Check (DRC), il quale verifica che il layout soddisfi gli standard di qualità e producibilità del progetto.

5. Generazione File GERBER e Documentazione
Ultimata la progettazione, si generano i file GERBER, un formato standard mondiale che descrive la struttura del PCB layer per layer, le connessioni elettriche tra piste, pad e vias; si tratta di documenti vettoriali che generano un flusso grafico, comprensivo di file di foratura e specifiche tecniche custom variabili per ogni progetto. Parallelamente, si crea la BOM (Bill of Materials), la documentazione tecnica e quella necessaria per l’assemblaggio nelle linee produttive automatizzate.

Il valore aggiunto di Beta Electronics 🏭

Beta Electronics si distingue per la progettazione orientata al Design for Manufacturing (DfM), una progettazione dedita all’ottimizzare e semplificare tutti gli step successivi, quali la fabbricazione del circuito stampato, l’approvvigionamento dei componenti, l’assemblaggio delle Board ed il matching con la meccanica che completerà il prodotto.

Questo è possibile grazie all’esperienza dei nostri progettisti PCB, data dalla costante collaborazione con i produttori di circuiti stampati, al continuo aggiornamento alle relative normative IPC di progettazione e qualità, ed alla approfondita conoscenza dei processi di assemblaggio grazie al contatto diretto con il polo produttivo interno e i suoi tecnici di produzione.

Beta Electronics sviluppa progetti interni e per conto terzi. Questo ci permette di collaborare in svariati campi e di vantare una notevole esperienza in vari settori, quali: Domotica, Avionica, Automotive, Testing, Industrial, Consumers, Home appliances, ecc..  Ogni campo richiede delle specifiche di progettazione ben precise e differenti tra loro. Tutto questo ci permette di essere il partner ideale a 360°.

Le sfide e le nuove tendenze della progettazione PCB 🌍

Le nuove tendenze tecnologiche rendono il mondo della progettazione dei PCB in continua evoluzione, esso rimane il componente più sofisticato dell’intera board e le richieste tecniche degli ingegneri spingono sempre il limite un passo in avanti. Sviluppo di schede HDI (High density interconnect), scelte di materiali ad elevate performance, schede Rigid-Flex, analisi di Signal e Power Integrity sono solo alcune delle sfide che un progettista di PCB affronta ogni giorno per assicurare un circuito stampato ottimale.

Se sei interessato a saperne di più sulla progettazione di PCB o vuoi collaborare con un partner affidabile e innovativo per i tuoi progetti elettronici, contattaci! 📧 Siamo pronti ad affrontare insieme le sfide tecnologiche del futuro. 🚀