Todo projeto de circuito eletrônico necessita de uma placa de circuito impresso, capaz de acomodar todos os componentes e também as interligações entre eles.

Essas interligações são feitas através de um layout, que é o traçado das trilhas que interligam os componentes do sistema. Antigamente este traçado era feito de forma manual com fitas adesivas que eram coladas em uma folha de poliéster, sendo um processo artesanal, demandando uma quantidade muito alta de horas de trabalho. Atualmente o mercado nos oferece diversos softwares Cad que facilitam muito o trabalho de desenvolvimento do layout e também reduzem consideravelmente o tempo de desenvolvimento.

Existem vários tipos de softwares para desenho de PCI, sendo alguns de uso livre que permitem ao estudante ou hobbista, desenvolver seu próprio layout. Já para uso profissional, existem softwares mais completos com funções específicas, que auxiliam no desenvolvimento de um circuito. Isso permite ao desenvolvedor simular o funcionamento do circuito, executar testes e medições, identificando se o circuito opera em conformidade com o projeto ou se serão necessários ajustes e modificações até se obter a versão final.

Somente assim, partirá para o desenvolvimento do layout. Tais softwares permitem ainda que se faça o layout utilizando-se a função de roteamento automático, o que auxilia muito em layouts mais complexos.

Desenvolvimento do layout

O desenvolvimento de um layout está atrelado ao tipo de trabalho que se pretende executar:

• Desenvolver um layout com base em uma placa de circuito impresso já existente. Ou seja, reproduzir o desenho deste circuito em um novo layout para que se possa produzir esta placa em maiores quantidades, ou até mesmo uma nova placa para um determinado equipamento que se encontra com a placa original danificada.
• Desenvolver um layout com base em imagens de layouts de circuitos que estão disponíveis na internet, para uso didático, hobbies ou para uso próprio, tendo em mãos uma placa com qualidade profissional.
• Desenvolver um layout com base em um esquema elétrico, o qual foi desenhado pelo projetista ou engenheiro.

Dimensionamento da área da placa de circuito impresso e distribuição dos componentes

No caso de reprodução de uma placa já existente ou de uma imagem, o dimensional da PCI já está definido, bastando então fazer as medições e reproduzir no software o dimensional geométrico da placa que se está iniciando o desenvolvimento.

Pode-se também escanear a PCI ou imagem e converter este arquivo através de softwares específicos que permitem a conversão em um formato que seja possível importar no CAD de desenvolvimento de layouts. Já no caso do desenvolvimento de um layout com base em um esquema elétrico, o dimensional e o formato geométrico da PCI são fatores determinantes para o desenvolvimento do layout. Deve-se considerar o tipo de caixa ou dispositivo em que a placa será acomodada.

É muito importante nesse caso ter em mãos o desenho mecânico ou uma peça física da caixa ou dispositivo, permitindo assim que se consiga obter as dimensões e o formato da PCI, assim como pontos de fixação por parafusos, pinos de encaixe, rasgos, entre outros.

Tendo o desenho dimensional da PCI, inicia-se o processo de distribuição dos componentes, onde o projetista deve ter em mãos a listagem de componentes com seus respectivos códigos, encapsulamentos, valores, tipo de componente, passo entre terminais, etc.

Os softwares de desenvolvimento possuem bibliotecas com uma vasta gama de componentes, porém pode-se criar um novo componente de acordo com as suas características especificadas no datasheet. Dependendo da quantidade de componentes e interligações, define-se o tipo da placa a ser desenvolvida, podendo ser face simples, dupla ou multilayer.

Durante o processo de distribuição dos componentes no layout, deve-se considerar o menor traçado possível de trilhas para interligação, observando no esquema elétrico componentes que se comunicam entre si e devem estar próximos. É importante verificar no projeto, pontos de alta corrente elétrica, os quais necessitam de trilhas de maior largura, calculadas de acordo com a corrente que devem suportar.

Traçado das trilhas de interligação

O desenvolvimento do layout com base em um esquema elétrico, pode ser feito de forma manual, onde o projetista determina por onde passarão as trilhas e executa manualmente o traçado, fazendo a interligação entre os componentes.

Há também a possibilidade de se fazer o layout por roteamento automático, o que requer a execução de diversos passos, desde o desenho do esquema elétrico no Cad específico até a geração do Netlist, que será utilizado para fazer o roteamento do layout. Durante o processo de roteamento, o software determina a quantidade de layers da PCI, fazendo a interligação entre os layers por meio de vias perfuradas e que serão metalizadas no processo de fabricação da placa.

O roteamento automático requer um tempo de processamento que depende do tamanho e da complexidade do circuito. Muitas vezes o traçado das trilhas feito no roteamento não agrada ao olhar do projetista e deve ser redesenhado. Nem sempre o processo de roteamento executa 100% do circuito, o que pode requerer o reposicionamento de alguns componentes até que o processo de interligação seja totalmente executado.

Ao finalizar o layout, ele deve ser totalmente revisado, a fim de se garantir que está em conformidade com o projeto.

Arquivos gerber

Os arquivos gerber são utilizados no processo de fabricação da PCI. Eles são gerados pelo CAD, onde cada layer é desenvolvido individualmente, sendo as faces cobreadas, máscara de solda, simbologia e furação.

Importante destacar que no desenvolvimento do layout utilize-se a menor variação possível de diâmetros de furos, o que reduz o tempo de produção.