Software para Design de Placas de Circuito Impresso: Uma Análise Detalhada
A utilização de software especializado em design de placas de circuito impresso (PCB) é uma abordagem eficaz para conceber projetos de alta qualidade, de forma eficiente e sem erros.
Sem o auxílio dessas ferramentas, engenheiros e designers eletrônicos enfrentariam inúmeras dificuldades para criar projetos do zero, realizar a montagem e obter as aprovações necessárias. Métodos manuais demandam tempo, esforço e recursos, enquanto o software para PCB otimiza o fluxo de trabalho e aumenta a produtividade. Além disso, elimina-se o risco de erros que podem atrasar a produção. Com o software, o design torna-se mais rápido e preciso.
A grande variedade de softwares disponíveis no mercado pode dificultar a escolha da ferramenta ideal para cada necessidade. No entanto, apresentamos uma seleção dos melhores softwares de PCB disponíveis para auxiliar nessa decisão.
Continue lendo para descobrir mais!
O Que São PCBs?
Placas de Circuito Impresso (PCBs) são estruturas laminadas, compostas por camadas isolantes e condutoras. Essencialmente, são placas que conectam componentes elétricos distintos, criando um circuito elétrico para alimentar dispositivos eletrônicos.
As PCBs são encontradas em quase todos os dispositivos eletrônicos, atuando como blocos de construção essenciais. Elas desempenham duas funções principais:
- Montar componentes eletrônicos nas camadas externas através de soldagem.
- Conectar eletronicamente os terminais dos componentes.
As camadas condutoras são projetadas com condutores que estabelecem conexões elétricas. Outro processo cria vias, que são conexões elétricas entre diferentes camadas de cobre.
As PCBs oferecem suporte mecânico a diversos componentes eletrônicos por meio de pads condutores, projetados para aceitar os terminais dos componentes e conectá-los eletricamente usando planos, trilhas e outros recursos.
O Que é Software de Design de PCB?
O design de placas de circuito impresso (PCB) envolve projetar os componentes, montá-los e criar as rotas que estabelecem conexões elétricas em uma placa de circuito, alimentando assim os circuitos eletrônicos. Um software que auxilia nesse processo é denominado software de design de PCB.
Recursos comuns de softwares de PCB incluem:
- Editor esquemático: Permite montar e editar componentes elétricos, objetos gráficos, etc., em páginas esquemáticas.
- Visualização 2D e 3D: Permite verificar a aparência do projeto e identificar erros.
- Autorouting: Conecta pontos automaticamente em uma PCB, estabelecendo conexões elétricas.
- Verificação de regras de projeto: Identifica falhas e violações de projeto, garantindo conformidade com padrões industriais ou empresariais.
- Colaboração: Permite que vários designers trabalhem no mesmo projeto simultaneamente, com edições, comentários e feedback.
O processo de design de uma PCB envolve as seguintes etapas:
- Colocação de componentes: Conversão do diagrama esquemático em uma placa física, posicionando os componentes nos locais corretos.
- Roteamento: Estabelecimento de conexões elétricas entre os componentes. O roteamento varia de placa para placa.
- Integração: Integração com softwares ECAD e MCAD, como Eagle e Fusion 360, permitindo a colaboração com engenheiros mecânicos.
Por Que Utilizar Software de Design de PCB?
A estrutura mecânica de uma PCB pode ser complexa. O software de design facilita esse processo, tornando-o mais rápido, econômico e eficiente.
A seguir, os principais benefícios do software de design de PCB:
Economia de Tempo
Criar tudo do zero demanda muito tempo e esforço, pois o projeto, montagem e conexões elétricas devem ser pensados desde o início. Software de design de PCB agiliza o processo com designs pré-fabricados, adequados para diversas necessidades, acelerando a entrega do produto final.
Processo Simplificado
Softwares desenvolvidos especificamente para design de PCB permitem criar projetos de alta qualidade com mais facilidade. Os projetistas podem usar os diversos recursos do software em vez de realizar tudo manualmente, o que reduz a complexidade do processo e libera tempo para outras atividades.
Teste de Desempenho Simplificado
O projeto de uma PCB não se encerra na sua criação. A fase de testes é crucial para verificar o desempenho e a viabilidade. Testes manuais são demorados e podem levar a imprecisões. O software de design permite testar o desempenho e a viabilidade virtualmente, detectando problemas e erros com maior precisão, resultando em um produto final de alta qualidade.
Visibilidade Aprimorada
Métodos manuais podem não fornecer detalhes abrangentes do projeto, levando a erros. O software PCB oferece visualização 3D, facilitando a verificação de todos os ângulos, proporcionando uma visão holística e facilitando a identificação de erros.
Custo-Benefício
Criar um projeto de PCB manualmente envolve montar peças, criar conexões elétricas, testar e produzir o produto final. Este processo é demorado e requer recursos. O software de design de PCB é uma abordagem mais econômica, permitindo executar todos os processos de maneira mais rápida e eficiente, economizando recursos e dinheiro. Alterações no design também são mais fáceis de implementar com o software.
Aplicações do Software de Design de PCB
O software de design de PCB auxilia no layout do projeto, incluindo roteamento de trilhas, alinhamento de componentes e verificação de regras, resultando em placas de alta qualidade. Ele é utilizado por engenheiros eletrônicos, profissionais autônomos, empresas de engenharia e amadores.
Algumas das aplicações do software de design de PCB:
- Visualização 3D de componentes: Detectar componentes defeituosos que interferem no circuito, o que não é possível com software 2D.
- Visualização da estrutura de camadas: Criar placas de circuito simples, dupla ou multicamadas.
A seguir, serão apresentados alguns dos principais softwares de design de PCB disponíveis no mercado.
Altium Designer
O Altium Designer é um software de design de PCB moderno e fácil de usar. Seu ambiente de projeto permite que os engenheiros visualizem todas as etapas do processo, desde a idealização até a fabricação da PCB. As ferramentas de design intuitivas permitem que os engenheiros entreguem produtos de qualidade superior.
O Altium Designer se integra a outras ferramentas ECAD/MCAD, como SOLIDWORKS, Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360 e PTC Creo Parametric. É uma plataforma baseada em nuvem que une MCAD, trabalho em equipe, gerenciamento de dados e design de PCB.
A plataforma permite a colaboração em tempo real, com feedback instantâneo e armazenamento de arquivos em um local centralizado, evitando falhas de comunicação. O software também permite trabalhar com design de PCB 3D nativo em ambientes fotorrealistas.
É possível realizar um teste gratuito para experimentar os recursos antes de optar por uma assinatura anual ou indefinida.
Fusion 360
O Fusion 360 é uma plataforma unificada que inclui engenharia, design, fabricação e eletrônica. É uma plataforma baseada em nuvem que permite projetos de PCB, CAD, CAE, CAM e modelagem 3D. Ele oferece ferramentas para garantir a função, ajuste, forma e estética do produto.
Após o projeto da PCB, o software permite verificar o impacto do projeto, garantindo a capacidade de fabricação com as ferramentas de projeto generativo e simulação. Ele também oferece ferramentas CAD e CAM integradas, que permitem a edição de modelos e recursos existentes. A flexibilidade do software permite criar produtos de alta qualidade com facilidade.
O software evita a necessidade de fluxos de trabalho eletrônicos manuais e troca de arquivos. O projeto completo de PCB, captura esquemática e CAD mecânico oferecem as ferramentas necessárias para criar projetos confiáveis. O software de simulação também permite verificar o desempenho do produto antes da fabricação.
O Fusion 360 oferece geometria pronta para CAD, o que elimina a necessidade de projetar do zero. O software gera a geometria a partir de dados como parâmetros, materiais, métodos de fabricação e restrições de custo. O software também fornece um sistema de gerenciamento de dados unificado.
Existem três opções de preços, com planos mensais a partir de US$ 42. É possível baixar uma versão de avaliação gratuita.
Siemens PCBflow
O Siemens PCBflow é uma ferramenta DFM (Design for Manufacturing) baseada na nuvem que reduz as iterações de projeto com base nas restrições do fabricante. O software oferece DFM online automatizado com dados reais e relatórios detalhados de erros, otimizando o trabalho. É possível realizar vários DFMs ao longo do processo, sem precisar esperar pelo fabricante.
O PCBflow é alimentado pelo Valor NPI. Seja uma startup ou uma empresa estabelecida, o DFM é acessível para todos. Ele foi projetado para economizar recursos e tempo, entregando produtos de alta qualidade. A análise DFM frequente economiza tempo e garante a entrega do produto final sem comprometer a qualidade.
É possível se inscrever para um test drive. Após a avaliação, é possível escolher um plano de assinatura que melhor se adapta às suas necessidades.
DipTrace
O DipTrace oferece uma interface intuitiva que permite que você se concentre na conclusão de seus projetos dentro do prazo especificado. O software de design de PCB oferece recursos desejáveis, como roteamento diferencial, esquemas hierárquicos, compatibilidade com ODB++, STEP 3D e regras detalhadas com verificação DRC.
Ele também permite a troca de dados com outras ferramentas, como Altium, OrCAD, PADS e Eagle. Possui recursos de importação e exportação, permitindo converter um esquema em PCB e vice-versa. Ele também permite a integração com o roteador baseado em forma e roteamento manual.
O software oferece sinais de alta velocidade, visualização 3D, exportação em Gerber e STEP, entre outros recursos. O usuário pode criar e importar componentes da biblioteca do DipTrace, que também oferece modelos prontos para uso, gerador de padrões IPC-7351 e ferramentas de edição. Sua biblioteca contém 1.600.000 componentes e mais de 10 milhões de peças.
O DipTrace permite que você revise seu projeto em qualquer fase durante o processo de desenvolvimento. Também oferece ferramentas de geração de modelos 3D e mais de 11.000 modelos de pacotes.
O DipTrace oferece uma avaliação gratuita de 30 dias, disponível para Windows 32, Windows 64 e macOS. A assinatura paga custa a partir de US$ 75 para 300 pinos e duas camadas de sinal.
Ultiboard
O Ultiboard é um software de design de PCB com roteamento e layout eficientes em um ambiente personalizável. O design da placa de circuito impresso se integra ao Multisim para executar o desenvolvimento de protótipos de PCB. O software oferece ferramentas flexíveis para design manual e automático.
A funcionalidade automatizada do Ultiboard auxilia na conclusão rápida do projeto. Seus assistentes de design avançados, caixa de ferramentas e visualização de planilha permitem o gerenciamento e controle do layout da placa. A anotação para frente e para trás facilita o gerenciamento de iteração.
O Ultiboard permite exportar arquivos padrão, como DXF e Gerber, para completar o fluxo de design. Além disso, ele oferece muitas soluções eletrônicas para design e fabricação de componentes eletrônicos.
O usuário pode escolher entre diferentes opções de licenciamento do software. Ele suporta o idioma inglês e o sistema operacional Windows.
OrCAD
O OrCAD PCB Designer oferece uma solução abrangente para design de PCB, com tecnologia de rotas e uma plataforma avançada. Ele inclui ferramentas de biblioteca, integridade de sinal, roteamento automático, gerenciador de restrições, captura de esquema, edição de PCB, roteamento e simulação de circuito de sinal misto.
O OrCAD maximiza a produtividade com edição automática e interativa, além de recursos de posicionamento. A integração de aplicativos e recursos garante a integridade dos dados e acelera o processo de design para maximizar a produção.
O gerenciamento de restrições garante que o projeto atenda aos requisitos com base em região, regras de comprimento, etc. A plataforma une MCAD e ECAD para um ambiente de projeto adequado, com suporte para STEP, IDX e IPC-2581. É possível analisar projetos com fluxos de projeto analógicos, de restrição, sinal misto e SI integrados para atingir as metas.
O software oferece uma versão completa gratuita, que inclui o OrCAD Capture CIS, OrCAD PSpice Designer, OrCAD Sigrity ERC e OrCAD PCB Designer Professional.
KiCAD EDA
O KiCAD EDA é uma plataforma de automação de design eletrônico de código aberto e multiplataforma. O editor de esquemas do KiCAD suporta projetos básicos e complexos. Ele permite criar seus próprios símbolos ou escolher entre milhares de opções na biblioteca oficial.
Após o projeto, é possível verificar o design com o verificador de regras elétricas e o simulador SPICE integrado. O editor de PCB é adequado para iniciantes e poderoso para projetos complexos.
A visualização aprimorada, ferramentas de seleção e o roteador interativo facilitam o design do layout. O visualizador 3D permite verificar o ajuste mecânico e visualizar o produto final.
O software também possui um raytracer integrado e opções de iluminação personalizáveis para criar imagens realistas e compartilhar o projeto com colegas e equipes. O software suporta diversos sistemas operacionais, como Ubuntu, macOS, Windows, Debian, Arch Linux, FreeBSD e Fedora.
É possível baixar uma versão gratuita e começar a projetar.
Conclusão
O software de design de PCB auxilia no design de placas de circuito de forma fácil e eficiente, economizando tempo e recursos. Ele também permite verificar o desempenho do design e corrigi-lo em estágios iniciais, garantindo que apenas projetos de alta qualidade cheguem aos estágios de produção. Isso resulta em placas de circuito impresso robustas e confiáveis.
A escolha do software de design de PCB deve ser feita com base nas necessidades do usuário e nas tendências tecnológicas. Ao prever os desafios de projeto e os requisitos futuros, é possível selecionar a ferramenta mais adequada e aproveitar o design de placas de circuito impresso.