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Aprende por qué debes diseñar para volver a trabajar, y 6 formas fáciles de hacerlo.

No encontrará DfRwk en ninguna lista de pautas de diseño de DfX. DfX se refiere a una variedad de pautas de diseño recopiladas bajo el encabezado “diseño para la excelencia”. Probablemente haya escuchado las pautas más populares, como el diseño para fabricabilidad (DfM), el diseño para ensamblaje (DfA) o el diseño para prueba ( DfT). Pero, ¿qué hay de diseño para retrabajo (DfRwk)?

DfRwk no es todavía parte de esa familia de directrices, pero debería serlo.

¿Qué significa rehacer un PCB?

A los efectos de este artículo, la reanudación se refiere a cualquier operación que deba completarse después de que se completen las operaciones de ensamblaje de la placa de circuito impreso principal.

Las tareas de retrabajo generalmente se dividen en una de dos categorías:

• Necesario arreglar un problema en el diseño, p.ej.:
  • Tiene un símbolo esquemático que no coincide con la huella de PCB (lo que podría provocar que las señales se envíen a los pines incorrectos)
  • Has elegido los valores de resistencia incorrectos.
  • Escogiste el IC equivocado
  • Olvidó hacer una conexión necesaria entre dos pines (y necesita agregar un cable de puente)
• Necesario cambiar el diseño por una razón específica, p.ej.:
  • Necesitas crear nuevas funcionalidades.
  • Necesitas cambiar las especificaciones
  • Necesitas cambiar componentes

En el primer caso, se cometió un error durante el diseño o durante el ensamblaje, por lo que los componentes o las trazas de PCB se deben cambiar para solucionarlo. En este último caso, el diseño previsto funciona, pero resulta que ya no es lo que se requiere para el producto, por lo que es necesario cambiar los componentes o las trazas de PCB para ajustar el diseño. Principalmente, el retrabajo de PCBA implica calor y soldadura, aunque también puede requerir operaciones mecánicas como el corte de rastros o la modificación de componentes físicos.

Al diseñar tableros de circuitos impresos, probablemente no piense a menudo (si es que lo hace) en cómo sus elecciones de diseño impactan las futuras operaciones de retrabajo. Pero durante la presentación, prueba o despliegue de la placa prototipo, el retrabajo es a menudo una necesidad.

Reparación de PCB vs. Reparación de PCB

Es posible que esté observando las situaciones anteriores y piense que "solucionar un problema" en una PCB es lo mismo que reparar una PCB. La diferenciación proviene de dónde han ocurrido los errores. La reparación suele ocurrir cuando la placa ha fallado por alguna razón específica. Tal vez hubo un ataque ESD o una conexión de polaridad inversa. La implicación es que la reparación es necesaria porque se produjo un fallo accidental, tal vez alguien dejó caer el PCB.

Por otro lado, el retrabajo implica que hubo un error de diseño que debe ser corregido.

6 consejos para rehacer un PCB

Ahora que hemos definido lo que significa volver a trabajar un PCB, ¡analicemos cómo se hace! Aquí hay seis pasos que puede tomar hoy para mejorar el DfRwk de su diseño.

Haz tu PCB más grande

Los prototipos rara vez tienen que ser tan pequeños como los diseños finales, así que haga su prototipo de PCB más grande y colóquelo en un gabinete de prototipos listo para usar. Esto le permitirá lanzar su diseño más rápido, perdiendo menos tiempo en problemas complicados de diseño de PCB. Para realizar pruebas como parte de su sistema, conecte su PCB prototipo más grande en lugares estrechos en su sistema mediante cables. Es más fácil trabajar con una PCB más grande en la mesa, más fácil de sondear y más fácil de volver a trabajar.

Utilice componentes más grandes

Si bien puede parecer genial y vanguardista utilizar componentes micro BGA o resistencias de paquete 01005, es probable que no los necesite, y ciertamente no los necesita en sus prototipos. No puede volver a trabajar partes que son más pequeñas que un grano de azúcar. Para prototipos, considere usar piezas que no sean más pequeñas que 0402 a menos que sea absolutamente necesario, y usar piezas con cables expuestos en lugar de paquetes BGA o QFN, cuando sea posible.

En la Guía de productos µModule, Linear Tech presenta un amargo recordatorio de lo feo que puede ser el retrabajo. (Esto es lo que sucede cuando no diseñas para volver a trabajar).

Permitir más espacio

El retrabajo es más fácil y más confiable cuando hay más espacio libre alrededor de las piezas. Para BGA, QFN u otros paquetes sin cables expuestos, permitir un amplio espacio alrededor de ellos es fundamental para el calentamiento por reflujo localizado. Para los conectores de alta densidad o los conectores de ajuste a presión, se necesita espacio para las herramientas que aprovechan la PCB. Para los componentes mecánicos, como los pernos a presión del disipador de calor, es importante el espacio para las herramientas de mano, como los alicates.

Opciones de resistencia y puente de flejado de diseño

El objetivo de los diseñadores de circuitos es diseñar todo correctamente a la primera. Pero puede ahorrarse mucho tiempo y problemas diseñando resistencias de flejado que le permitan jalar todos los pines de ajuste a un nivel alto o bajo con un simple retrabajo. O considere la posibilidad de agregar circuitos de filtro extra despoblados alrededor de sus reguladores de potencia. Puede incluso diseñar circuitos secundarios completos que se pueden implementar simplemente moviendo un puente de un encabezado a otro.

Usar piezas programables

Donde sea posible, use partes programables para permitir la flexibilidad de retrabajo. Por lo general, ajustar el firmware es más fácil que cortar trazas o volver a soldar componentes. Busque lugares donde los reguladores de voltaje, microcontroladores o CPLD / FPGA programables puedan tener sentido en su prototipo, incluso si no es lo que desea para su diseño final. Las piezas programables simples y económicas le permiten volver a trabajar en su diseño sin arriesgar su hardware.

Instalar todos los encabezados de programación

No seguir esta guía ha mordido a muchos, muchos diseñadores. Gaste los pocos centavos adicionales para instalar cada uno de esos encabezados de programación molestos. Puedo escucharlos a todos diciendo: "Pero puedo programar esa parte a través de la cadena JTAG" o "Hemos creado esa parte con el mismo código durante mucho tiempo; no hay posibilidad de que lo cambiemos". La experiencia dice que luego me agradecerás si instalas todos tus encabezados de programación en tus prototipos.

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Siga estas seis sugerencias y su diseño estará listo para DfRwk, lo que le ahorrará tiempo en su agenda y dinero en su presupuesto.