Master PCB

Un circuito stampato, anche denominato PCB (Printed Circuit Board) è una basetta di materiale isolante su cui sono state fotoincise una serie di collegamenti o di connessioni tra tutte le piazzole dei componenti che partecipano alla funzionalità elettrica che si vuole realizzare. E' costituito da strati o layer ed ogni layer contiene piste di segnale, piani di massa e di alimentazioni. Ciascun layer del PCB è connesso agli altri tramite i via, fori metallizzati, che garantiscono continuità elettrica al segnale.

Lo progettazione elettrica di un PCB inizia dallo schema circuitale (SEF, Schema Elettrico Funzionale). Sia esso realizzato con Cadence OrCAD oppure con Mentor DxD, il progettista elettrico procede allo studio della funzionalità elettrica che si vuole realizzare. Individuati tutti i componenti necessari si procede alla stesura della lista dei componenti (BOM, Bill Of Material) per l'acquisto degli stessi. La stesura dello schema elettrico circuitale avviene contestualmente alla BOM; prima si posizionano i simboli elettrici e poi si connettono attraverso le cosiddette "net". Una volta congelato lo schema elettrico viene esportata la "netlist", una tabella rappresentativa delle connessioni elettriche presenti e dei componenti utilizzati.

Esportata la netlist, viene importata nel sw di sbroglio che traduce ciascuna riga di codice in connessioni e con tutte le indicazioni dei componenti presenti. Il posizionamento è una delle fasi più critiche del Master PCB perchè la scelta e il criterio di posizionamento adottato per i componenti, influenzerà il routing delle piste. Un buon posizionamento in questa fase eviterà tanti problemi di interferenza, crosstalk e accoppiamenti dei segnali critici. Il posizionamento dei componenti verrà effettuato sempre tenendo conto delle funzionalità elettriche dei componenti, evitando le zone di interdizione per il placement e per il routing delle piste.

è l’interconnessione di tutti i collegamenti presenti nello schema elettrico tra i componenti. Le piste che si andranno a realizzare, connetteranno le piazzole dei pin dei componenti ed utilizzeranno più strati di interconnessione per concentrare tutte le connessione dentro il pcb. Ciascuno strato è interconnesso da fori metallizzati, anche detti via. La dimensione delle piste andrà opportunamente calibrata secondo i vincoli elettrici dei segnali che attraverseranno la scheda. Tutti gli isolamenti elettrici (pista-pista, pista-piazzola, piazzola-piazzola, pista-piano, piano-via, pista-via, piazzola-via, ecc) dovranno essere scelti accuratamente.

un occhio di riguardo va dato al controllo delle impedenze e relativo adattamento affinchè si raggiunga sempre la condizione di massimo trasferimento di potenza tra generatore ed utilizzatore. Durante il routing è fondamentale prestare attenzione ai segnali critici e trattarli adeguatamente fin da subito, evitando problemi di crosstalk o diafonia perchè è il campo elettromagnetico che si genera in una pista al passaggio di corrente, genera uno scambio di energia da una pista all'altra, creando un disturbo indesiderato per via della corrente indotta spuria che pregiudica la qualità dei segnali che si traducono in una riduzione della velocità di comunicazione. Un buon segnale digitale ha transizioni rapide e livelli logici puliti e privi di fenomeni transitori.

i sw che utilizziamo offrono le funzioni di Anteprima 3D ed Esportazione 3D a CAD meccanici del circuito stampato durante le singole fasi di progettazione. L’anteprima visualizza il circuito stampato con o senza routing delle piste, con o senza i componenti installati e consente di ruotare la scheda sui tre assi, cambiare il livello di zoom, modificare il colore della scheda, delle aree in rame, della solder-paste, della past-mask e delle serigrafie dando una percezione più realtà alla scheda progettata solo su pc.

A master completato si procede alla generazione dei file costruttivi, i cosiddetti file gerber, comprendenti anche il file di foratura e le serigrafie. Una volta superato positivamente tutti i controlli di routine, si effettuare la stesura della documentazione. La documentazione costruttiva da realizzare tiene conto di tutti gli aspetti fisici realizzativi della scheda PCB e di quelli montaggio, anche detto Assieme o assembly, che illustrerà la piastra completa con la posizione dei componenti con la relativa indicazione di montaggio, con le parti elettromeccaniche e meccaniche presenti, compresi i test point, i morsetti, gli switch e tutto quello che risulta utile per la produzione della scheda elettronica.