{"id":4132,"date":"2025-10-21T06:59:15","date_gmt":"2025-10-21T06:59:15","guid":{"rendered":"https:\/\/flj-pcb.com\/?p=4132"},"modified":"2025-10-21T07:03:01","modified_gmt":"2025-10-21T07:03:01","slug":"three-levels-of-routing-in-pcb-design","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/flj-pcb.com\/es\/three-levels-of-routing-in-pcb-design\/","title":{"rendered":"Tres niveles de encaminamiento en el dise\u00f1o de placas de circuito impreso"},"content":{"rendered":"

En el dise\u00f1o de placas de circuito impreso, el encaminamiento puede considerarse en tres grandes niveles. El primer nivel es la conectividad b\u00e1sica. Es la exigencia m\u00e1s b\u00e1sica en el dise\u00f1o de PCB. Si las redes no se conectan, la placa no tiene ninguna funci\u00f3n fundamental. Entonces la placa es una chatarra. No hablemos de otras cosas.<\/p>\n\n\n\n

El segundo nivel es el rendimiento. Es la medida de la calidad de un circuito impreso. Despu\u00e9s del enrutamiento, debemos pensar en c\u00f3mo alcanzar el mejor rendimiento. Debemos evitar distintos tipos de interferencias. Tambi\u00e9n debemos mantener las se\u00f1ales estables y limpias.<\/p>\n\n\n\n

El tercer nivel es la apariencia. Puede que las pistas se conecten y que la placa tenga un buen rendimiento el\u00e9ctrico, pero el dise\u00f1o puede parecer desordenado. En ese caso, debemos hacer que el trazado tenga un aspecto ordenado. Un trazado limpio facilita las pruebas y reparaciones posteriores. Un trazado limpio tambi\u00e9n demuestra las habilidades de un ingeniero experimentado.<\/p>\n\n\n\n

C\u00f3mo enrutar bien<\/h2>\n\n\n\n

Los m\u00e9todos de enrutamiento pueden variar mucho. Para evitar problemas como las se\u00f1ales reflejadas cuando los trazados de entrada y salida discurren cerca y en paralelo, y para evitar el acoplamiento par\u00e1sito cuando los trazados de dos capas adyacentes discurren en paralelo, debemos pensar en muchos factores. Si las interferencias son lo suficientemente fuertes, es posible que la placa no funcione. A continuaci\u00f3n se indican algunas reglas recomendadas para el encaminamiento de placas de circuito impreso. La regla de los \u201ccinco-cinco\u201d (regla de elecci\u00f3n de capas)<\/p>\n\n\n\n

Esta regla ayuda a elegir el n\u00famero de capas de la placa de circuito impreso. Cuando la frecuencia del reloj alcanza los 5 MHz o el tiempo de subida del impulso es inferior a 5 ns, la placa de circuito impreso debe ser multicapa. Se trata de una regla com\u00fan.<\/p>\n\n\n\n

A veces, la gente sigue optando por una placa de dos capas debido al coste. Si utiliza dos capas, intente utilizar un lado completo como plano de tierra s\u00f3lido. Eso ayuda al rendimiento.<\/p>\n\n\n\n

Reglas b\u00e1sicas mixtas digitales y anal\u00f3gicas<\/h3>\n\n\n\n

Actualmente, muchas placas de circuito impreso tienen circuitos digitales y anal\u00f3gicos. A la hora de enrutarlos, hay que pensar en las interferencias entre ellos, sobre todo el ruido en tierra. Los circuitos digitales funcionan a alta frecuencia. Los circuitos anal\u00f3gicos suelen ser sensibles.<\/p>\n\n\n\n

Para las se\u00f1ales, mantenga las trazas de alta frecuencia lejos de las partes anal\u00f3gicas sensibles. En cuanto a la conexi\u00f3n a tierra, toda la placa de circuito impreso tiene un nodo con el mundo exterior. Por tanto, debes tratar con cuidado las conexiones a tierra digitales y anal\u00f3gicas dentro de la placa.<\/p>\n\n\n\n

Dentro de la placa, la tierra digital y la tierra anal\u00f3gica suelen estar separadas y no conectadas entre s\u00ed. S\u00f3lo se unen en el punto en el que la PCB se conecta al mundo exterior, como un conector. Aseg\u00farese de que la tierra digital y la tierra anal\u00f3gica tienen un enlace corto en un \u00fanico punto. Algunos sistemas pueden optar por no compartir la tierra en la placa. Siga la decisi\u00f3n de dise\u00f1o del sistema.<\/p>\n\n\n\n

Manipulaci\u00f3n de cables de componentes en grandes superficies de cobre<\/h3>\n\n\n\n

Las grandes zonas de cobre de tierra o alimentaci\u00f3n suelen encontrarse con muchos cables de componentes. Para manipular los cables de las piezas, debemos encontrar un equilibrio entre el rendimiento el\u00e9ctrico y el montaje.<\/p>\n\n\n\n

Desde el punto de vista el\u00e9ctrico, un pad debe estar totalmente conectado al cobre para obtener el mejor rendimiento. Sin embargo, los pads totalmente de cobre crean problemas en la soldadura. Los problemas incluyen:<\/p>\n\n\n\n

La soldadura requiere mucho calor del soldador.<\/p>\n\n\n\n

Es m\u00e1s f\u00e1cil obtener uniones soldadas fr\u00edas o d\u00e9biles.<\/p>\n\n\n\n

Para equilibrar las necesidades el\u00e9ctricas y la fabricaci\u00f3n, fabrique almohadillas de alivio t\u00e9rmico. Una forma com\u00fan es una almohadilla en forma de cruz. Se denomina almohadilla t\u00e9rmica. Ayuda a soldar aislando t\u00e9rmicamente la almohadilla de los grandes planos de cobre. Las almohadillas t\u00e9rmicas reducen la posibilidad de que se produzcan juntas de soldadura fr\u00edas. Trate las v\u00edas que conectan las capas de potencia y tierra de la misma manera en una placa multicapa.<\/p>\n\n\n\n

Reglas del sistema de cuadr\u00edcula<\/h3>\n\n\n\n

Un sistema de rejilla de tierra o malla de tierra ayuda a reducir la inductancia de la traza y proporciona una buena v\u00eda de retorno para las corrientes de RF. Pero hay que tener cuidado con la densidad de la malla.<\/p>\n\n\n\n

Si la malla es demasiado densa, habr\u00e1 muchos pasos de malla peque\u00f1os. Eso genera muchos datos de trazado. Esto necesita m\u00e1s almacenamiento y ralentiza las herramientas CAD. Adem\u00e1s, algunas rutas de la malla son in\u00fatiles porque est\u00e1n ocupadas por pastillas de componentes u orificios de montaje. Si la malla es demasiado dispersa, el trazado se complica y el \u00e9xito del trazado disminuye.<\/p>\n\n\n\n

Por tanto, elija una densidad de rejilla razonable. La distancia est\u00e1ndar entre los conductores de los componentes es de 2,54 mm (0,1 pulgadas). Por lo tanto, una cuadr\u00edcula base de 0,1 pulgadas o un subm\u00faltiplo ordenado es com\u00fan. Ejemplos: 0,05 pulgadas, 0,025 pulgadas, 0,02 pulgadas, etc.<\/p>\n\n\n\n

C\u00f3mo comprobar despu\u00e9s del encaminamiento<\/h2>\n\n\n\n

Una vez finalizado el trazado de la placa de circuito impreso, compruebe si el dise\u00f1o sigue las normas y si cumple los l\u00edmites de fabricaci\u00f3n. Las comprobaciones que se indican a continuaci\u00f3n son habituales.<\/p>\n\n\n\n

Las \u00e1reas a comprobar incluyen: elementos generales del dibujo de dise\u00f1o de PCB, comprobaciones el\u00e9ctricas de la PCB, comprobaciones f\u00edsicas de la PCB, factores de dise\u00f1o mec\u00e1nico, requisitos de montaje de la PCB, necesidades de separaci\u00f3n de la placa, consideraciones mec\u00e1nicas, problemas el\u00e9ctricos, rutas de encaminamiento y colocaci\u00f3n, anchura y grosor de las trazas, espaciado de las trazas, comprobaciones de la forma de las trazas y una lista de elementos de dise\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n

Lista de control pr\u00e1ctica<\/h3>\n\n\n\n

Compruebe si la distancia entre v\u00edas es razonable.<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si las anchuras de las l\u00edneas de alimentaci\u00f3n y tierra se adaptan a las necesidades actuales.<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si los trazados de se\u00f1ales clave utilizan las mejores medidas (trayecto corto, impedancia controlada, apantallamiento).<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si las partes anal\u00f3gicas y digitales tienen masas separadas, si es necesario.<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si los patrones de cobre a\u00f1adidos en la placa podr\u00edan cortocircuitar las se\u00f1ales.<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si la placa tiene las l\u00edneas o marcas de fabricaci\u00f3n requeridas por la f\u00e1brica.<\/p>\n\n\n\n

Compruebe si los bordes de los planos de potencia y de tierra de una placa multicapa tienen la inserci\u00f3n requerida.<\/p>\n\n\n\n

Estudio de casos de enrutamiento y reglas clave<\/h2>\n\n\n\n

El fresado es una parte importante del dise\u00f1o de placas de circuito impreso. A menudo es lo que m\u00e1s tiempo lleva. Los ingenieros deben seguir una serie de reglas b\u00e1sicas a la hora de trazar las rutas, como las reglas del chafl\u00e1n y la regla de las 3W.<\/p>\n\n\n\n

Regla del bucle de tierra<\/h3>\n\n\n\n

La regla del bucle m\u00e1s peque\u00f1o significa que el \u00e1rea encerrada por una se\u00f1al y su camino de retorno debe ser lo m\u00e1s peque\u00f1a posible. Cuanto menor sea el \u00e1rea de bucle, menos radiar\u00e1 la placa y menos ruido externo recibir\u00e1.<\/p>\n\n\n\n

Cuando divida los planos de tierra, piense en c\u00f3mo se alinean la forma del plano y las rutas de se\u00f1al importantes. Evita los problemas derivados de las ranuras del plano de tierra que aumentan el \u00e1rea de bucle.<\/p>\n\n\n\n

En los dise\u00f1os de dos capas, deje suficiente espacio para la alimentaci\u00f3n. Rellene el otro espacio con cobre de tierra de referencia. A\u00f1ada las v\u00edas de tierra necesarias para conectar los dos lados de la placa. Para las se\u00f1ales clave, utilice aislamiento de tierra. Para dise\u00f1os de alta frecuencia, utilice placas multicapa.<\/p>\n\n\n\n

\"Ground<\/figure>\n\n\n\n

Norma de blindaje y protecci\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

El apantallamiento es otra forma de reducir el \u00e1rea de bucle y disminuir la radiaci\u00f3n. Utilice blindaje para se\u00f1ales importantes como las de reloj y sincronizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Para se\u00f1ales muy cr\u00edticas o de muy alta frecuencia, puede utilizar un blindaje de cobre o un dise\u00f1o tipo coaxial. Rodee la traza enrutada por todos sus lados con tierra. Planifique tambi\u00e9n c\u00f3mo se conecta la tierra de la pantalla al plano de tierra principal.<\/p>\n\n\n\n

\"Shielding<\/figure>\n\n\n\n

Regla de control de diafon\u00eda<\/h3>\n\n\n\n

La diafon\u00eda es la interferencia entre diferentes redes de la placa de circuito impreso. Proviene de un largo trazado en paralelo. La causa es la capacitancia y la inductancia distribuidas entre los trazados paralelos.<\/p>\n\n\n\n

Principales formas de combatir la diafon\u00eda:- Aumentar la separaci\u00f3n entre trazas paralelas. Siga la regla de los 3 W. Inserte trazas de protecci\u00f3n conectadas a tierra entre las trazas paralelas cr\u00edticas.<\/p>\n\n\n\n

Recordatorio de la regla 3W<\/h3>\n\n\n\n

Para reducir la diafon\u00eda, mantenga una distancia entre trazas grande. Si la distancia central es tres veces la anchura de la traza, se a\u00edsla aproximadamente 70% del campo. Para un aislamiento de 98%, utilice 10W.<\/p>\n\n\n\n

\"3w<\/figure>\n\n\n\n

Control de direcci\u00f3n de las trazas<\/h3>\n\n\n\n

Mantenga ortogonal la direcci\u00f3n de las capas adyacentes. Evite colocar trazas en la misma direcci\u00f3n en capas adyacentes. De este modo se reduce el acoplamiento entre capas. Si la estructura de la placa obliga a utilizar trazados paralelos, especialmente en dise\u00f1os de alta velocidad, utilice planos de tierra entre las capas de trazado para aislarlas. Utilice tambi\u00e9n l\u00edneas de guarda conectadas a tierra entre las l\u00edneas de se\u00f1al.<\/p>\n\n\n\n

\"Trace<\/figure>\n\n\n\n

Regla de comprobaci\u00f3n de trazas colgantes<\/h3>\n\n\n\n

No deje ning\u00fan extremo de la red flotando sin conexi\u00f3n. Las trazas flotantes pueden actuar como antenas. Provocan radiaci\u00f3n adicional y pueden captar ruido. Ev\u00edtalo.<\/p>\n\n\n\n

\"Dangling<\/figure>\n\n\n\n

Regla de verificaci\u00f3n del bucle cerrado<\/h3>\n\n\n\n

Evita que una se\u00f1al forme un bucle a trav\u00e9s de diferentes capas. En las placas multicapa, los bucles provocan radiaci\u00f3n. Est\u00e9 atento y ajuste el enrutamiento.<\/p>\n\n\n\n

\"Closed-loop<\/figure>\n\n\n\n

Regla del chafl\u00e1n<\/h3>\n\n\n\n

Evite \u00e1ngulos agudos o afilados en las esquinas de las trazas. Los \u00e1ngulos agudos pueden provocar radiaciones no deseadas. Tambi\u00e9n pueden ser perjudiciales para la fabricaci\u00f3n. Utilice giros suaves o \u00e1ngulos de 45 grados.<\/p>\n\n\n\n

\"Chamfer<\/figure>\n\n\n\n

Regla de los componentes de desacoplamiento<\/h3>\n\n\n\n

A\u00f1ade condensadores de desacoplamiento seg\u00fan sea necesario. El desacoplamiento filtra el ruido en las l\u00edneas de alimentaci\u00f3n. Coloca el condensador de desacoplamiento cerca de la patilla de alimentaci\u00f3n del dispositivo despu\u00e9s del filtro de alimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

\"Component<\/figure>\n\n\n\n

Integridad de los planos de potencia y tierra<\/h3>\n\n\n\n

En zonas con muchas v\u00edas, no deje que las v\u00edas corten el plano de forma que \u00e9ste se separe en partes m\u00e1s peque\u00f1as. Las divisiones de planos aumentan el \u00e1rea de bucle y causan problemas en la ruta de retorno de la se\u00f1al. Al separar en abanico, mantenga el espaciado de las v\u00edas de modo que pueda colocar al menos una traza entre las v\u00edas.<\/p>\n\n\n\n

\"Power<\/figure>\n\n\n\n

Regla de solapamiento del plano de potencia<\/h3>\n\n\n\n

Evite la superposici\u00f3n de diferentes planos de alimentaci\u00f3n en el espacio. As\u00ed se reducen las interferencias entre fuentes, sobre todo cuando las distintas fuentes tienen grandes diferencias de tensi\u00f3n. Si el solapamiento es inevitable, considera la posibilidad de a\u00f1adir una capa de tierra entre ellos.<\/p>\n\n\n\n

\"Power<\/figure>\n\n\n\n

Norma 20H repetida<\/h3>\n\n\n\n

Recuerde el efecto de borde. La distancia entre el plano de potencia y el plano de tierra afecta a la radiaci\u00f3n en los bordes. Inserte el plano de potencia para mantener el campo dentro del plano de tierra. Una inserci\u00f3n de 20H limita aproximadamente 70% del campo. Una inserci\u00f3n de 100H limita aproximadamente 98% del campo.<\/p>\n\n\n\n

\"20H<\/figure>\n\n\n\n

Reglas de encaminamiento y controles m\u00e1s detallados<\/h2>\n\n\n\n

Control de la trayectoria de retorno<\/h3>\n\n\n\n

Planifique siempre la ruta de retorno de la se\u00f1al. Una se\u00f1al debe tener un retorno de baja impedancia por debajo. Las v\u00edas de retorno a tierra deben ser cortas.<\/p>\n\n\n\n

Fanout y planificaci\u00f3n v\u00eda<\/h3>\n\n\n\n

En el caso de piezas BGA densas o de paso fino, planifique la salida en abanico con antelaci\u00f3n. Mantenga un espaciado entre v\u00edas que deje espacio para encaminar las se\u00f1ales. En dise\u00f1os avanzados, utilice microv\u00edas o v\u00edas ciegas si es necesario.<\/p>\n\n\n\n

Control de impedancia<\/h3>\n\n\n\n

Para trazas de alta velocidad de un solo extremo o pares diferenciales, controla la anchura y el espaciado de la traza para que coincida con la impedancia objetivo. Utilice el apilamiento y el diel\u00e9ctrico de la PCB para calcular la geometr\u00eda de la traza.<\/p>\n\n\n\n

Enrutamiento de pares diferenciales<\/h3>\n\n\n\n

Gu\u00ede los pares de diferenciales con la misma longitud. Mantenga el espaciado estable. Evite los empalmes. Mantenga las curvas suaves.<\/p>\n\n\n\n

Coincidencia de longitud y retardo<\/h3>\n\n\n\n

Para los buses e interfaces que necesiten una sincronizaci\u00f3n ajustada, ajuste la longitud del trazado. Utilice trazados serpenteantes para ajustar la longitud. Mantenga los patrones de serpentina suaves y cortos en altura.<\/p>\n\n\n\n

Alivio t\u00e9rmico y almohadillas t\u00e9rmicas<\/h3>\n\n\n\n

Cuando fije almohadillas a cobre de gran tama\u00f1o, utilice alivio t\u00e9rmico. Haga que la almohadilla se conecte al plano con radios. Esto facilita la soldadura.<\/p>\n\n\n\n

M\u00e1scara de soldadura y m\u00e1scara de pasta<\/h3>\n\n\n\n

Comprobar las aberturas de la m\u00e1scara de soldadura. Alinee la m\u00e1scara de pasta para piezas SMD. Aseg\u00farese de que las almohadillas peque\u00f1as tengan el \u00e1rea de pasta correcta.<\/p>\n\n\n\n

Dise\u00f1o para pruebas y montaje<\/h3>\n\n\n\n

Deje puntos de prueba y marcas de montaje. Deje espacio para las sondas. Hacer que la colocaci\u00f3n permita la soldadura y la inspecci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Lista de control final de la ruta (lista corta)<\/h2>\n\n\n\n

- Compruebe que todas las redes est\u00e1n conectadas - Realice comprobaciones DRC y ERC - Compruebe la anchura y la corriente de las trazas - Compruebe el espaciado de la diafon\u00eda y la tensi\u00f3n - Compruebe los condensadores de desacoplamiento y de masa - Compruebe las divisiones de planos y las v\u00edas de retorno - Compruebe los relieves t\u00e9rmicos y las formas de los pads - Compruebe el acceso de montaje y prueba.<\/p>\n\n\n\n

Errores comunes que hay que evitar<\/h2>\n\n\n\n

- No a\u00f1adir desacoplamiento cerca de los pines del circuito integrado - Dejar que las v\u00edas dividan mal los planos - No planificar la salida en abanico para chips densos.<\/p>\n\n\n\n

Notas finales<\/h2>\n\n\n\n

El encaminamiento es una parte fundamental del dise\u00f1o de placas de circuito impreso. Un buen trabajo de enrutado proporciona conexiones correctas, buen rendimiento y buena apariencia. Siga unas reglas sencillas. Reduzca los bucles. Controle la diafon\u00eda y las v\u00edas de retorno. Utilice insertos planos para controlar los bordes. Desacople el ruido de alimentaci\u00f3n. Utilice relieves t\u00e9rmicos para soldar. Utilice una rejilla razonable para el encaminamiento. Compruebe cuidadosamente la placa despu\u00e9s del enrutado.<\/p>\n\n\n\n

Si sigues estas reglas b\u00e1sicas, reducir\u00e1s la EMI, mejorar\u00e1s la calidad de la se\u00f1al y har\u00e1s que la placa sea m\u00e1s f\u00e1cil de construir y mantener. El enrutado requiere cuidado. Dedique tiempo a la planificaci\u00f3n y el dise\u00f1o. Un buen dise\u00f1o se traduce en ahorro de tiempo en pruebas y reparaciones, y en la calidad del producto final.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In PCB design, routing can be seen in three broad levels. The first level is basic connectivity. 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