La progettazione dei circuiti stampati rappresenta una fase determinante nello sviluppo di qualsiasi dispositivo elettronico. È infatti il momento in cui si definiscono le condizioni operative che determinano le prestazioni del dispositivo, qualcosa che influisce sulla sua affidabilità e durata nel tempo.
Per le PMI, questo passaggio assume un peso ancora maggiore, se non studiato ad hoc, dando luogo sia a possibili costi imprevisti, sia a ritardi nella produzione nonché a difficoltà nella gestione del prodotto sul mercato.
Una progettazione efficace contempla nei dettagli anche la fase di sbroglio dei circuiti stampati. Si tratta del momento in cui avviene l’instradamento delle connessioni tra i componenti ed è uno dei più critici, dal momento che influisce tanto sulla qualità del segnale, quanto sulla compatibilità elettromagnetica e sulla dissipazione del calore. L’impatto è diretto sulla stabilità del sistema.
Per questo motivo sono diverse le imprese che scelgono di affidarsi a partner specializzati come VT100 (sito VT100.srl), in grado di supportare le aziende nelle fasi più delicate della progettazione, riducendo i margini di errore e migliorando l’efficienza complessiva del prodotto.
Oggi vi proponiamo un’analisi di quali sono gli errori più comuni nella progettazione dei circuiti stampati, soprattutto nelle fasi iniziali, così da capire in modo tempestivo come intervenire e ridurre il rischio di criticità tecniche. Qualcosa che consente di contenere i costi e migliorare la qualità complessiva del prodotto. Vediamo dunque una panoramica degli aspetti più critici da considerare.
Errata disposizione dei componenti (placement)
Uno degli errori più comuni nella progettazione dei circuiti stampati riguarda la disposizione dei componenti sulla scheda. Si tratta di una fase tutt’altro che secondaria, nota anche come placement, capace di compromettere l’intero progetto, rendendo più complessa la gestione delle connessioni e influenzando negativamente le prestazioni del dispositivo.
Se le componenti si trovano troppo distanti tra loro, generano dei percorsi di segnale più lunghi del necessario, aumentando il rischio di interferenze e perdite. Allo stesso tempo, un’eccessiva vicinanza tra le componenti incide negativamente sulla dissipazione del calore, creando potenziali problemi di surriscaldamento.
Geometria delle tracce: le conseguenze se ci sono errori
Le tracce, nei circuiti stampati, sono fondamentali perché si interessano della trasmissione dei segnali tra le diverse componenti del circuito. È fondamentale tracciare nel modo opportuno tanto la larghezza quanto lo spessore, cosa non sempre fattibile con delle soluzioni standard.
L’ideale è procedere a una progettazione su misura, che permette di definire dei parametri ottimali per lo specifico dispositivo. Permette anche di ottimizzare i costi, evitando lo spreco di materiale e risorse preziose: è perciò un aspetto da non sottovalutare non solo in chiave di performance, ma anche di impatto sull’ambiente, isolamento del dispositivo e dissipazione termica.
Layout poco curato: cosa comporta
Il layout è fondamentale nei circuiti stampati e diventa ancora più essenziale nel panorama odierno caratterizzato da una miniaturizzazione costante di queste componenti.
Se il layout non è funzionale, i rischi a cui si va incontro sono i seguenti:
- problemi di non conformità;
- problemi di connessione;
- problemi di funzionalità.
Allo stesso tempo, non è facile delineare nei dettagli un layout capace di garantire la massima adattabilità durante la progettazione. L’ideale è valutare l’inserimento di elementi aggiuntivi, che magari nell’immediato non sono necessari, ma poco dopo sì. In ogni caso, nulla vieta di rimuoverli in corso d’opera, mentre un’aggiunta successiva appare più complessa.
Gli errori che riguardano i landing partner e il footprint
Quando si parla di landing partner si fa riferimento ai parametri dimensionali del pad, i quali non vanno confusi con i footprint: non si tratta infatti di sinonimi, nonostante la somiglianza.
Se il footprint si riferisce più alle dimensioni del componente, risultando paragonabile a un’impronta, il landing partner contempla invece il layout del pad, includendo il contorno di un componente.
Basta anche un errore macroscopico per complicare le operazioni di saldatura, a fronte di un disallineamento tra le vari componenti: vale sia per il landing partner che per il footprint, il quale, quando non modellato ad hoc, espone a problemi di assemblaggio.
Gli errori di questo tipo avvengono tutti in fase progettuale, a fronte dell’uso non adeguato dei software così come delle verifiche visive conseguite in ambiente.
Ricordiamo che il layout rappresenta il perno attorno al quale vertono le soluzioni progettuali ed è il primo aspetto a essere incriminato quando qualcosa non funziona nel circuito. Porvi rimedio, è decisamente complesso e costoso e spesso è un problema di landing partner.
Errori di gestione del segnale
Il layout interessa anche quanto ruota attorno alla gestione del segnale: il primo elemento che viene compromesso se qualcosa non va esattamente per il verso giusto.
In questo contesto, se il routing si dimostra concepito in modo disordinato, è facile anche che si assista a una gestione inadeguata delle coppie differenziali: è facile che sussista un bilanciamento inopportuno delle coppie differenziali.
Ciò espone a una gestione inopportuna del rumore, a fronte di comportamenti errati dal punto di vista elettromagnetico.
Altre cose da sapere
La panoramica che abbiamo esposto dei possibili errori che possono interessare i circuiti stampati durante la fase progettuale è soltanto parziale. Altre problematiche che possono verificarsi sono quelle di un errato posizionamento dei condensatori di disaccoppiamento, un eccessivo uso di routing automatico, la presenza di fori di via interrati/ciechi e un layout sbagliato nell’antenna.
Per le PMI, trascurare questi aspetti si traduce in revisioni progettuali, aumento dei costi e rallentamenti nella produzione. L’impatto è diretto sia sull’operatività interna che sulla competitività del prodotto finale.
Occorre dunque prestare particolare attenzione alla scelta del partner per la progettazione dei circuiti stampati, perché davvero capace di fare la differenza.
