Mejores Prácticas de Layout PCB: 25 Reglas Esenciales para Diseños Profesionales (2025)

Regla 1: Coloca Primero los Componentes Críticos

Comienza con los componentes que tienen posiciones fijas o requisitos estrictos:

1. Conectores y orificios de montaje - Estos definen los bordes de tu placa y restricciones mecánicas
2. ICs de alto número de pines - Procesadores, FPGAs y microcontroladores forman la columna vertebral del enrutamiento
3. Componentes de energía - Reguladores, inductores y capacitores de gran volumen necesitan zonas específicas térmicas/EMI
4. Componentes RF/Antena - Las zonas de exclusión y requisitos de impedancia dictan la colocación

Coloca procesadores de alto número de pines centralmente en la placa - esto minimiza la longitud promedio de pista y reduce el recuento de vías. Un MCU colocado centralmente puede reducir la longitud total de enrutamiento en un 20-30% comparado con la colocación en el borde.

Regla 2: Agrupa Componentes Relacionados Juntos

Los componentes que trabajan juntos deben colocarse juntos. Este principio se aplica a:

• Bloques funcionales - Mantén todos los componentes de la fuente de alimentación en un área
• Cadenas de señal - La entrada a la salida debe fluir lógicamente a través de la placa
• Capacitores de desacoplamiento - Coloca dentro de 3mm de sus pines de alimentación de IC asociados

Regla 3: Separa las Secciones Analógicas y Digitales

El ruido de conmutación digital puede corromper señales analógicas sensibles. Implementa separación física:

• Coloca componentes analógicos en un lado de la placa, digitales en el otro
• Mantén al menos 20 mils (0.5mm) de separación entre pistas analógicas y digitales
• Enruta señales analógicas lejos de líneas de reloj y fuentes de alimentación conmutadas
• Usa pistas de guarda o vertidos de tierra entre secciones sensibles

Si el cruce es inevitable, cruza pistas analógicas y digitales en ángulos de 90 grados para minimizar el acoplamiento.

Regla 4: Orienta los Componentes de Manera Consistente

La orientación consistente acelera el ensamblaje y reduce errores:

• Componentes polarizados - Todos los diodos apuntan en la misma dirección, todos los capacitores electrolíticos tienen + mirando de la misma manera
• ICs - Orientación del Pin 1 consistente (todos al norte, o todos al oeste)
• Resistencias/Capacitores - Misma rotación para valores similares

Esta consistencia ayuda a las máquinas pick-and-place a funcionar eficientemente y hace que la inspección visual durante el ensamblaje sea mucho más fácil.

Regla 5: Coloca Componentes SMD en Un Lado

Para un ensamblaje rentable, coloca todos los componentes SMD en el lado superior de la placa. Esto reduce el ensamblaje de dos pasadas de reflujo a una, típicamente ahorrando 30-40% en costos de ensamblaje.

Si debes usar ambos lados:

• Coloca componentes más grandes y pesados en la parte inferior (permanecen en su lugar durante el reflujo del lado superior)
• Mantén componentes de agujero pasante en la parte superior para soldadura por ola
• Ten en cuenta las zonas de exclusión donde los componentes inferiores afectan la colocación superior

Regla 6: Mantén las Pistas Cortas y Directas

Cada milímetro de longitud de pista añade inductancia, resistencia y potencial para captar ruido. Prioriza pistas cortas para:

• Señales de alta velocidad - USB, relojes SPI y líneas de datos bajo 15cm (6 pulgadas)
• Señales analógicas - Especialmente nodos de alta impedancia susceptibles al ruido
• Pistas de energía - Minimiza la caída de voltaje a ICs sensibles

Si una pista debe ser larga, considera si una transición de vía a una capa interna con una mejor referencia de tierra tiene sentido.

Regla 7: Usa Ángulos de 45 Grados (Nunca 90 Grados)

Las esquinas agudas de 90 grados causan problemas:

• Actúan como antenas, radiando EMI
• Crean discontinuidades de impedancia en señales de alta velocidad
• Pueden atrapar ácido durante la fabricación, causando problemas de confiabilidad

Siempre usa dos curvas de 45 grados en lugar de una esquina de 90 grados. Para señales de alta velocidad, las pistas curvas son aún mejores ya que proporcionan la transición de impedancia más suave.

Regla 8: Alterna Enrutamiento Horizontal y Vertical Entre Capas

Esta es la "regla de enrutamiento ortogonal" - uno de los principios más importantes para placas multicapa:

• Enruta pistas horizontales en una capa, verticales en la capa adyacente
• Esto elimina la diafonía inductiva entre capas
• Hace que el enrutamiento sea más predecible y organizado

Para una placa de 4 capas (Señal-GND-Power-Señal), enruta horizontalmente en la Capa 1 y verticalmente en la Capa 4 (o viceversa).

Regla 9: Dimensiona las Pistas para la Capacidad de Corriente

El ancho de pista debe coincidir con los requisitos de corriente. Usando estándares IPC-2152:

Cuando tengas dudas, usa pistas más anchas para energía. Una pista de 40 mil (1mm) para alimentación y tierra es un valor predeterminado seguro para la mayoría de los diseños.

Regla 10: Mantén Anchos de Pista Consistentes Dentro de una Red

Cambiar el ancho de pista a mitad de ruta causa discontinuidades de impedancia. Esto importa más para:

• Señales de alta velocidad - Los cambios de ancho causan reflexiones
• Pistas RF - Incluso pequeñas variaciones afectan la adaptación de impedancia

Si debes cambiar el ancho (como reducir para alcanzar un IC de paso fino), haz la transición gradual con un cono, no un escalón abrupto.

Regla 11: Usa Planos de Tierra Sólidos

Un plano de tierra continuo es tu mejor amigo en el diseño de PCB:

• Proporciona una ruta de retorno de baja impedancia para todas las señales
• Actúa como un escudo entre capas de señal
• Mejora la distribución térmica
• Simplifica el enrutamiento de capacitores de desacoplamiento

Para placas de 4 capas, la configuración de apilamiento recomendada es:

1. Capa 1: Señales (enrutamiento horizontal)
2. Capa 2: Plano de tierra (continuo)
3. Capa 3: Plano de alimentación
4. Capa 4: Señales (enrutamiento vertical)

Regla 12: Coloca los Capacitores de Desacoplamiento Correctamente

Los capacitores de desacoplamiento solo son efectivos si se colocan correctamente:

• Ubicación: Dentro de 3mm de los pines de alimentación del IC (más cerca es mejor)
• Conexión: La alimentación debe fluir AL capacitor ANTES del pin del IC
• Colocación de vías: Vías inmediatamente adyacentes a las almohadillas del capacitor minimizan la inductancia de bucle

Usa un enfoque de capacitor escalonado para ICs digitales:

• 100nF cerámico - Uno por pin de alimentación, colocado más cerca
• 10uF cerámico - Uno por IC, cercano
• 100uF de volumen - Uno por sección de placa, para corriente transitoria

Regla 13: Nunca Enrutes Señales Sobre Planos Divididos

Cuando una señal cruza un hueco en el plano de referencia:

• La corriente de retorno debe viajar alrededor del hueco, creando un bucle grande
• El bucle actúa como una antena, radiando EMI
• La integridad de señal se degrada debido al aumento de inductancia

Si debes dividir planos (para tierras analógicas/digitales separadas), une el hueco con capacitores en puntos de cruce, o enruta esas señales en una capa diferente con un plano de referencia continuo.

Regla 14: Usa Pistas de Alimentación Anchas

Las pistas de alimentación y tierra deben ser significativamente más anchas que las pistas de señal:

• Mínimo recomendado: 40 mils (1mm) para corriente moderada
• Alta corriente (5-10A): 100 mils (2.5mm) o usa vertidos de polígono
• Regla general: Pistas de alimentación 2-4x más anchas que pistas de señal

Las pistas anchas reducen la resistencia (menor caída de voltaje) y la inductancia (mejor respuesta transitoria).

Regla 15: Implementa Puesta a Tierra en Estrella para Señales Mixtas

Para placas con circuitos tanto analógicos como digitales:

• Mantén los planos de tierra analógicos y digitales separados
• Conéctalos en un solo punto cerca de la entrada de alimentación (punto estrella)
• Esto previene que el ruido de conmutación digital fluya a través de tierra analógica

El punto estrella debe estar donde la tierra de la fuente de alimentación se conecta a la placa. Todas las corrientes de retorno fluyen directamente a este punto en lugar de a través de otros circuitos.

Regla 16: Controla la Impedancia para Señales de Alta Velocidad

Las interfaces de alta velocidad tienen requisitos específicos de impedancia:

La impedancia se controla mediante el ancho de pista, el espaciado y la distancia al plano de referencia. Usa la calculadora de apilamiento de tu fabricante de PCB o herramientas como Saturn PCB toolkit.

Regla 17: Iguala la Longitud de Pares Diferenciales

Los pares diferenciales deben igualarse en longitud para mantener la sincronización de señal:

• USB: Iguala dentro de 5 mils (0.127mm), sesgo bajo 400ps
• HDMI: Iguala dentro de 3mm entre pares TMDS
• Ethernet: Iguala dentro de 50 mils (1.27mm) por par

También mantén un espaciado consistente entre las dos pistas de un par. El espaciado típico es de 5-10 mils para acoplamiento estrecho.

Regla 18: Previene la Diafonía con la Regla 3W

La diafonía ocurre cuando las señales en pistas adyacentes interfieren entre sí. La regla 3W establece:

El espaciado centro a centro entre pistas debe ser al menos 3 veces el ancho de pista.

Por ejemplo, si tu pista tiene 10 mils de ancho, separa las pistas al menos 30 mils centro a centro (20 mils borde a borde). Para señales críticas, usa la regla 5W para aún mejor aislamiento.

Regla 19: Minimiza las Transiciones de Vía para Señales de Alta Velocidad

Las vías añaden inductancia y crean discontinuidades de impedancia. Para señales de alta velocidad:

• Limita las transiciones de capa a 2 o menos por señal
• Coloca vías de tierra adyacentes a vías de señal (costura de vías)
• Usa vías más pequeñas (perforación de 8 mil) para menos inductancia
• Para pares diferenciales, usa estructuras de vía idénticas para ambas pistas

Cada vía añade aproximadamente 0.5-1nH de inductancia. A altas frecuencias, esto crea reflexiones que degradan la calidad de señal.

Regla 20: Usa Vías Térmicas Bajo Componentes de Potencia

Las vías térmicas transfieren calor de componentes calientes a capas de cobre internas para disipación:

• Tamaño de vía: 0.3mm (12 mil) de diámetro es típico
• Espaciado: Patrón de cuadrícula de 1.2mm bajo almohadillas térmicas
• Cantidad: Más vías = menor resistencia térmica
• Relleno: Relleno de cobre o epoxi conductivo para mejores resultados

Las vías térmicas pueden reducir las temperaturas de componentes en 10-15 grados C, significativamente extendiendo la vida del componente.

Regla 21: Añade Vertidos de Cobre para Dispersión de Calor

El cobre tiene excelente conductividad térmica (400 W/m-K). Usa vertidos de cobre para dispersar el calor:

• Conecta almohadillas expuestas de componentes de potencia a grandes áreas de cobre
• Evita interrumpir vertidos de cobre con pistas que cruzan la ruta térmica
• Usa cobre de 2oz para diseños de alta potencia (vs estándar de 1oz)
• Añade costura de vías a lo largo de vertidos para conectar a capas internas

Cuando uses vertidos de cobre, no olvides la costura de vías - sin ella, el vertido crea islas de cobre aisladas que pueden aumentar el EMI.

Regla 22: Separa Componentes Generadores de Calor

Previene la interacción térmica entre componentes calientes:

• Separa MOSFETs de potencia al menos 5mm
• Mantén reguladores de voltaje alejados de componentes sensibles a la temperatura (cristales, resistencias de precisión)
• Posiciona inductores (que generan campos magnéticos y calor) lejos de circuitos analógicos sensibles
• Permite espacio para disipadores de calor si es necesario

Regla 23: Sigue las Especificaciones Mínimas del Fabricante

Cada fabricante de PCB tiene capacidades mínimas. Para el proceso estándar de JLCPCB:

Usar valores recomendados en lugar de mínimos mejora el rendimiento y reduce el costo. Los diseños con especificaciones mínimas a menudo incurren en tarifas adicionales o tienen tasas de rechazo más altas.

Regla 24: Añade Marcas de Serigrafía Apropiadas

Una buena serigrafía acelera el ensamblaje y ayuda en la depuración:

• Designadores de referencia: Coloca cerca de los componentes, legible desde una o dos direcciones
• Marcadores de polaridad: Puntos de Pin 1, símbolos +, bandas de cátodo de diodo
• Información de placa: Nombre, versión, fecha para seguimiento de revisiones
• Altura mínima de texto: 0.8mm (32 mil) para legibilidad
• Ancho de línea mínimo: 0.15mm (6 mil)

Regla 25: Incluye Fiduciales y Puntos de Prueba

Estas características son esenciales para ensamblaje automatizado y pruebas:

Fiduciales (para alineación de pick-and-place):

• Al menos 3 fiduciales globales en patrón en L
• Círculo de cobre de 1mm de diámetro con apertura de máscara de soldadura de 2mm
• Coloca en esquinas opuestas de la placa

Puntos de Prueba (para depuración y prueba de producción):

• 1mm de diámetro mínimo para acceso de sonda
• Incluye en rieles de alimentación críticos, buses de comunicación y señales de reinicio
• Separa al menos 2.5mm para accesorios bed-of-nails