Nesse webinar navegaremos pelas etapas de um desenvolvimento de layout de circuito impresso, identificando as dificuldades e desafios para um projeto de PCIs, desde as escolhas dos componentes, passando pelas definições mecânicas, fornecedores, novas tecnologias, placement e definições de regras, garantindo as boas práticas para o design.

1. Webinar
Palestrante

3. Objetivo
Navegar pelas etapas de um desenvolvimento de layout
de circuito impresso, identificando as dificuldades
durante o projeto, desde a escolhas dos componentes,
passando pela escolhas de fornecedores, novas
tecnologias, placement e definições de regras,
garantindo as boas praticas para o design.

4. • Definição e escolhas de componentes
• Capabilidade dos fornecedores de PCI e Montagem dos componentes
• Tipos de PCI
• Mecânica e Stackup da PCI
• Disposicao dos componentes pré-fixados
• Identificação dos circuitos
• Divisão dos circuitos dentro área útil da PCI
• Regras de design
• Placement dos circuitos
• Routeamento (Trilhas e Polígonos e Planos)
• Saídas para manufaturas e montagem das PCIs
Abordagem

5. Escolhas de Novos Componentes
Depois de definidos o escopo do novo produto, onde será necessário o desenvolvimento eletrônico (PCI),
a próxima etapa será a escolha dos componentes, a escolha dos componentes é um fator crítico no
sucesso do projeto eletrônico
• Gerenciadores de Energia
• Módulos de Potencia
• Microcontroladores
• Microprocessadores
• Conectores
Para iniciar estas escolhas devemos levar em consideração vários aspecto, alguns tópicos que devem
ser levados em consideração:
• Reutilização de circuitos e componentes já utilizados em outros produtos
• Custo
• Vida útil dos componentes
• Estoque e disponibilidade dos componentes no mercado
• Footprint componentes (novas tecnologias)
• Documentação de referencia de fácil acesso (Datasheets, Reference Design, Kits de
desenvolvimento, etc.)

6. Conhecendo a Capabilidade dos Fornecedores de PCI e Serviços de Montagem
Não menos importante que a escolha dos componentes adequados para o seu projeto, também a escolha dos
fornecedores de PCI e Serviços de Montagem, devem ser levados em considerações.
Conhecer a capabilidade de seus fornecedores de PCI auxilia na definição das regras do seu projeto, algumas
características que devem ser levadas em considerações:
• Menor furação
• Menor relação pads x furo
• Clearances
• Material
• Acabamento
• Aspect Ratio, etc.
Conhecer a capabilidade da sua montadora de PCI, auxilia na construção do projeto de PCB, com foco na distribuição
dos componentes, principalmente quando for utilizada um novo Footprint, que requer nova tecnologia de montagem.
• Distancia entre componentes
• Tipos de montagem
• Tipos de solda
• PoP (Package on Package)
• Press-Fit
• Montagem de BGAs e LGAs e módulos integrados
• Componentes Fine pitch
• Chips menores (0201, 01005)

7. Tipos de PCIs
Após a definição dos componentes e escolha de fornecedores, devemos definir o tipo de PCI que será
utilizado no desenvolvimento. Abaixo Alguns tipos de PCIs e suas principais características:
PCI Face Simples
As PCIs Face Simples são os tipos mais
básicos das Placas de CI. Este tipo de PCI
são mais utilizados para alto volume e baixo
custo, são utilizados para equipamentos de
alto consumo (Calculadoras, Rádios,
Impressoras, Fontes de Alimentação)
PCI Dupla Face
As PCI Dupla Face são pcis com dupla camada
de cobre, com furos metalizados, interligando
as duas faces. As Pcis dupla face são
utilizados para aplicações que requerem um
nível intermediário de complexidade (Controles
Industriais, Instrumentação, Amplificadores,
Maquinas de Venda)

8. PCI Multilayer
As PCIs Multilayer são PCIs com mais de 2 camadas de
cobre (4, 6, 8 etc.). Este tipo de PCI tem várias camadas
internas, com circuitos elétricos separados por material
isolante, podendo ter vias passantes entre as camadas e
também vias cegas (não passante) e vias escondidas
(interliga apenas camadas internas). Estas PCIs tem o
custo mais alto, pela complexidade de construção, sendo
utilizados para produtos de alta complexidade
(Smartphone, Equipamentos Médicos, Equipamentos
Aeronáuticos, Notebooks). Estas PCIs oferecem um alto
nível de flexibilidade de design, fornecendo mais espaços
para diferentes padrões de condutores (melhorando a
separação para circuitos de potencia, digital, analógicos
e sinais que necessitam de melhor controle de
velocidade e impedância)
PCI Flexível
As PCIs Flexíveis, como já mostra a própria definição, são PCIs
construídas com material maleável, dobrável, a poliamida e mais
comum, por suas propriedades física, química e mecânica.
Igualmente as PCIs rígidas, este tipo de PCI pode ser construída
em face simples, dupla face ou multilayer.
As PCIs flexíveis ajudam a diminuir o tamanho da placa, o que
os torna ideais para várias aplicações onde é necessária alta
densidade de routeamente de sinal.
Essas PCIs são projetados para condições de trabalho, onde a
temperatura e a densidade são a principal preocupação.
As PCIs flexíveis também podem ser usados ​
​
em áreas que
podem estar sujeitas a riscos ambientais. Para fazer isso, eles
são simplesmente construídos com materiais que podem ser à
prova d'água, à prova de choque, resistentes à corrosão ou
resistentes a óleos de alta temperatura. Uma opção que as PCIs
rígidos tradicionais não oferecem.

9. PCI Rigido-Flex
As PCIS Rígido-Flex são uma combinação de placas de circuito rígidas e flexíveis. Este tipo de PCIs
são compostas por várias camadas de circuitos flexíveis conectados a mais de uma placa rígida.
Algumas vantagens oferecidas por essas PCIs são:
● Esse tipo de PCI são construídos com alta precisão. Portanto, é usado em várias aplicações médicas
e militares.
● Por serem leves, esse tipo de PCI oferecem 60% de economia de peso e espaço.
As PCIs Rígido-Flex são mais frequentemente encontrados em aplicações onde espaço ou peso são as
principais preocupações, incluindo Smartphone, câmeras digitais, marca-passos e equipamentos de
conectividade automotiva.

10. Fluxograma
• Apos a definições do escopo, componentes, fornecedores, e tecnologias que serão utilizados no novo
produto, vamos iniciar o layout de circuitos impresso.
• Atualmente existe uma grande variedade de ferramentas de CAD para esta finalidade, cada uma com
suas características e facilidades de uso, a escolha da ferramenta, deve se levar em considerações as
suas limitações, existe no mercado algumas ferramentas free, mas com limitações de funcionalidade,
como numero de camadas, restrições de regras etc.
• Há também ferramentas mais complexas que auxiliam na simulação do circuito, analise térmicas (CAE)
interfaces com ferramentas mecânicas (ECAD) e suporte para analise de arquivos de produção (CAM).
• O ideal e utilizar uma ferramenta amigável com o usuário e que ofereça um suporte completo, que
permita fazer o desenvolvimento de acordo com a regras de boas praticas para o layout.
• Independente da ferramenta escolhida, o fluxograma abaixo mostra as principais etapas para o
sucesso do desenvolvimento.

11. Definição e
Especificações
do Projeto
Símbolos Footprints
Bibliotecas
Integradas
OK
Criação e Edição de Componentes
Hierarquia
Projeto
Inserção
Símbolos
Linhas,
Buses, Nets
Annotate
Símbolos
Setup
Requisitos
PCB Design
OK
Exportação
para o PCB
Fluxograma Desenvolvimento de Layout CI
Captura Esquema
Definição
Mecânica
Placement
Pré-fixados
Stackup
Layer
Setup
Regras
Placement
Circuitos
OK
Power
Planes
Routeamento
DRC
OK
Saídas de
Fabricação
PCB Design
Fabricação
PCIs
Montagem
PCIs
Arquivos Manufatura
e Montagem PCIs
Gerber
Files
NC Drill
ODB++
Testpoint
Report
Lista de
Componente
BOM
Desenho
Montagem
Pick and Place
Arquivos Stencil

12. Criação e Edição de Novos Componentes
Para a geração de um novo componente, deve ter acesso ao datasheet do referido componente, onde será encontrada as
informações necessárias para o empacotamento correto deste componentes (Configuração de pinos, parâmetros,
footprints)
Datasheet – MC34063A Símbolo Logico
Footprint 2D/3D
Empacotamento Componente

13. ESQUEMA
ELETRICO

14. Captura Esquema Elétrico
Depois das bibliotecas com os novos
componentes inserido ao projeto, o
próximo passo deve ser o desenho do
esquema, ou captura do esquema.
Alguns pontos que devemos levar em
considerações para um bom desenho
• Ter uma folha com Template Padrão
(Legenda), auxilia na identificação do
projeto (Códigos, Revisões, Data de
Emissão etc.)
• Ter um Esboço da hierarquia do projeto
• Sempre habilitar os grids do sistema da
ferramenta (Auxilia na edição posterior
do desenho)
• Ao lado, um exemplo de Template e
hierarquia de projeto
Lembrando que esta hierarquia pode ser
alterada a qualquer momento, podendo
entrar ou sair novas folhas de acordo
com a necessidade do projeto.
Template
Estrutura Hierarquia

15. Captura Esquema Elétrico
As ferramentas de CAD oferecem varias opções que facilitam a criação e edição de um desenho do esquema:
• Wires
• Junções
• Power Port
• Netlabels
• Barramentos
• Annotate dos componentes
Um bom desenho de esquema deve apresentar um modo fácil de leitura, circuitos separados por funções
ajudam a distribuição e posicionamento dos circuitos no layout da PCI.
Outra característica importante que as ferramentas apresentam, são os setup de parâmetros dos sinais elétrico
• Definição de Classes de nets
• Pares diferenciais
• Controle de impedância
• Isolações para alta tensão
• Definição de espessuras de acordo com a corrente elétrica.
• Setup de regras para manufatura e montagem das PCIs.

16. Layout PCB Design

17. Mecânica e Pre-Posicionamento
• Nesta etapa definimos o contorno mecânico de acordo com o gabinete escolhido ou ambiente que ira operar esta PCI.
• Posicionamento de furos de fixação e detalhes mecânicos.
• Posicionamento dos componentes pré-fixados.
• Divisão das areas para separação dos circuitos de acordo com as funcionalidades.
• Definição das areas com restrições de trilhas e componentes.

18. Stackup Layer
A definição do Stackup de uma PCI e uma
etapa muito importante para o
desempenho e funcionalidade do circuito.
Temos 5 demandas básicas no momento
da definição do Stackup:
• Definição do material
• Definição espessura de cobre
• Controle de Impedância
• Controle de Crosstalk (Diafonia)
• Capacitância dos internos
Estas informações são importantes para
que o fornecedor de PCI se oriente para a
montagem do Stackup (Escolha dos
materiais, controle de espessura, etc.)

19. PLACEMENT
O agrupamento e distribuição dos
componentes nas áreas reservadas e muito
importante para um bom layout, sempre
respeitando as regras definida, garantindo as
boas praticas do design.
Levar em considerações os seguintes itens:
• Distanciamento de componentes
• Distribuição dos circuitos
• Capacitores de desacoplamento próximos
aos pinos de alimentações dos respectivos
CIs
• Indicação de polaridade dos componentes
• Logotipo, identificação da PCI
(Versão/Data/ Etc.,)
• Tamanho da fonte do silkscreen
(Legibilidade dos textos)
• Abertura mascaras de solda
No final desta etapa o recomendável e
interagir com equipe de desenvolvimento
mecânico, para analise de interferências
mecânicas, evitando retrabalhos nas
próximas etapas.

20. Polígonos
Os polígonos são recurso das ferramentas de CAD, que auxiliam na construção de áreas que demandam alta corrente, ou
uma blindagem para sinais RF
• Utilizar Thermal-Relief para as conexões elétricas.
• Sempre que possível utilizar vias interligando os polígonos, ajudando no retorno do GND
• Procurar manter uma isolação maior em relação aos outros elementos do design
• Há casos, como circuito que envolve RF, aconselhável utilizar as ligações de forma preenchidas
Power - Thermal Relief
Modulo Lora – Ligações Diretas

21. Internal Planes
Na construção de um design Multi-Layer, os planos internos são elementos fundamentais para o empacotamento do circuito.
Geralmente são associados aos GNDs e VCCs do circuito elétrico.
Podendo ser um plano solido ou dividido com outras alimentações. Algumas observações importantes que devem ser levado
em considerações:
• As alimentações, quando necessários serem divididos em vários planos, preferencialmente manter as alimentações
correspondente no mesmo plano. Ex. (GNDD/GNDA/GNDRF)
• A forma como associar o net ao plano também deve ser observados, para componentes PTH, o ideal e utilizar o thermal
relief, facilitando retrabalhos manuais, e utilizar conexões diretas para vias
• A isolação interna para os pads, deve ser levado em consideração a capabilidade do fornecedor de PCI, neste caso o
ideal deve ser entre 0,35 a 0,5mm

22. Routeamento
Um bom routeamento, deve ser
observado uma sequência dos sinais
mais críticos para sinais menos critico,
priorizando os sinais que exigem mais
cuidados para um bom funcionamento
do circuito eletrônico
• Alimentações (Planos internos)
• Clocks
• Antenas RF
• Sinais rápidos (Barramento de
Memorias)
• Sinais de comunicações
(USBs/HDMI)
Devemos também observar as regras
de routeamento:
• Dimensões das vias
• Espessura de trilhas
• Isolações mínima
• Classificação dos nets por grupos
Clocks
Barramentos DDR Antenas e RF

23. Silkscreen
A arrumação dos silks e uma etapa
muito importante no design, alguns
pontos importantes a observar:
• Tamanho da fonte utilizada
• Legibilidade dos textos (evitar pads e
vias)
• Indicação de polaridade conectores
e Cis
Uma serigrafia organizada na PCI,
facilita a montagem, evitando erros
como inversão de componente, duvidas
de posicionamento de componentes
polarizados.
As ferramentas de CAD para layout,
fornecem recursos para minimizar estes
erros, fazendo o setup correto das
regras evitamos retrabalhos e perda de
tempo no processo de montagem e
depuração das PCIs.

24. DRC – Design Rules Check
O DRC e a ultima etapa do layout, a verificação do design com as regras
definidas.
As principais regras do design são:
Regras Elétricas
• Isolações
• Curto circuito
• Net Abertos
• Pinos aberto
• Polígonos
Regras Routeamento
• Pares diferenciais
• Layer
• Definições de vias
• Espessuras de trilhas
Regras Posicionamento
• Distancias entre componentes
• Definição de altura (Max/Min)
• Definição de layer
• Definição de áreas
Regras Sinais Alta Velocidade (High Speed)
• Comprimentos sinais
• Casamento de impedância
• Numero Max de vias (por sinal)
• Retorno alimentação
• Vias sobre Pads SMD
Regras Fabricação
• Distanciamento de bordas (Componentes e trilhas)
• Diâmetro furos (Max/Min)
• Distancia entre furos/furos
• Anel mínimo dos pads PTTH
• Verificação Solder mask
• Verificação distancia da serigrafia
• Verificação distancia serigrafia/Solder Mask

25. Arquivos Saída - Manufaturas e Montagem
Arquivos Gerber – Fabricação de PCIs
Arquivos gerber são um padrão universal na
fabricação das PCIs, existem vários formatos de
gerber, os mais comuns são:
• RS274X
• RS274D
• ODB++
Os arquivos gerber exportam as camadas necessárias
para montar a PCI física
• Serigrafias
• Mascaras de soldas
• Circuitos Top e Bottom
• Circuitos Internos
Além dos arquivos gerber, devem acompanhar o
pacote de fabricação:
• Arquivos CNC (coordenadas furacão)
• Arquivos netlist, teste elétrico
• Especificações da PCI (Material, acabamento, etc.)
• Tabela Furacão
• Montagem Stackup

26. Arquivos Montagem
A preparação dos documentos necessários
para a montagem das PCI, são basicamente:
• Desenhos de Montagem
• Arquivos Gerber para produção do
Stencil
• Lista de componentes (BOM)
• Arquivo Coordenadas componentes
(Pick and Place) Lista de Componentes
Desenho de Montagem
Arquivos Coordenadas Componentes (Pick and Place)

27. JRA PCB Design – Serviços e Suporte
Com sólida experiência com mais de 25 anos no mercado de desenvolvimento de layout de circuito impresso, a JRA
oferece serviços e soluções completas na área de circuitos impressos, atuando junto a áreas automotiva,
equipamentos medico hospitalar, telecomunicações, serviços, IOT. Abaixo as principais atividades:
• Captura esquema elétrico
• Desenvolvimento de layout de circuito desde simples face até Multilayer.
• Experiência com layout mais complexos (DDR4, DDR3, PCIEx, SATA, Ethernet, USB 2.0, USB3.0 etc.)
• Libraries personalizadas de acordo com a necessidade do cliente com todos componentes empacotados em 3D.
• Conversão de layouts PTH para tecnologia SMD
• Lista de Materiais (BOM) personalizados, com PN internos e PN dos fabricantes, custos e demais informacoes
• Documentação completa para fabricação de PCIs, montagem e testes (panelização PCIS, edição e analise de
arquivos gerber)
Contatos
E-mail: layout_pcb@hotmail.com
Skype: layout_pcb@homail.com
Cel./WhatsApp: (19) 992533010
Linkedin: https://www.linkedin.com/in/jos%C3%A9-roberto-antonieti-aa684914/

28. www.embarcados.com.br
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