El diseño de placas de circuito impreso (PCB) ha evolucionado más allá de conectar componentes y enrutar pistas. Actualmente, para garantizar el correcto funcionamiento de un dispositivo electrónico —especialmente en aplicaciones críticas o de alta frecuencia— es imprescindible validar el comportamiento de la placa antes de fabricarla. Aquí es donde las herramientas de simulación juegan un papel clave.
En este artículo revisamos los tipos de simulaciones más importantes en diseño de PCBs: integridad de señal, análisis térmico y compatibilidad electromagnética (EMC), además de las principales herramientas profesionales disponibles.
¿Por qué simular antes de fabricar una PCB?
Las simulaciones permiten predecir y corregir posibles problemas antes de que la placa pase a producción, lo que ayuda a:
-
Reducir fallos funcionales y defectos.
-
Evitar costosos retrabajos o rediseños.
-
Cumplir normativas de compatibilidad electromagnética.
-
Optimizar el rendimiento eléctrico y térmico.
-
Ahorrar tiempo en validación y certificación.
Tipos de Simulación en PCBs
Integridad de Señal (SI)
Evalúa cómo las señales eléctricas se comportan a lo largo de las pistas y conexiones de la placa. Es fundamental en diseños de alta velocidad donde interferencias, reflexiones o pérdidas pueden provocar fallos.
Problemas que detecta:
-
Reflejos de señal
-
Crosstalk (acoplamiento entre pistas)
-
Pérdidas por impedancia incorrecta
-
Distorsión en líneas de transmisión
Herramientas recomendadas:
-
Keysight ADS
-
HyperLynx (Siemens/Mentor Graphics)
-
Ansys SIwave
-
Altium Designer con SI Tool
Análisis Térmico
Permite estudiar cómo se distribuye y disipa el calor en la PCB. Una mala gestión térmica puede provocar sobrecalentamiento, fallos de componentes y reducción de vida útil.
Problemas que detecta:
-
Puntos calientes
-
Fallos térmicos en componentes críticos
-
Riesgo de delaminación del PCB
Herramientas recomendadas:
-
Ansys Icepak
-
Simcenter Flotherm
-
Altium PDN Analyzer
-
Cadence Celsius Thermal Solver
Compatibilidad Electromagnética (EMC)
Simula las emisiones y susceptibilidades electromagnéticas para asegurar que el dispositivo no genera interferencias ni resulta afectado por su entorno, cumpliendo así las normativas (CE, FCC, CISPR…).
Problemas que detecta:
-
Emisiones radiadas y conducidas excesivas
-
Acoplamientos no deseados
-
Fallos en entornos industriales ruidosos
Herramientas recomendadas:
-
CST Studio Suite (Dassault Systèmes)
-
Ansys HFSS
-
EMCoS EMC Studio
-
Altair Feko
¿Qué Software de Diseño PCB Integra Simulación?
Algunos entornos de diseño de PCBs ya incorporan módulos de simulación básicos o avanzados para facilitar esta etapa sin salir del mismo software:
| Software | Integridad de señal | Análisis térmico | EMC |
|---|---|---|---|
| Altium Designer | ✅ | Parcial (PDN Analyzer) | ❌ |
| KiCad | Parcial (plugins externos) | ❌ | ❌ |
| OrCAD PCB Designer | ✅ | ✅ | Parcial |
| Cadence Allegro | ✅ | ✅ | ✅ |
| Mentor Xpedition | ✅ | ✅ | ✅ |
Conclusión
Incorporar simulaciones de integridad de señal, térmicas y EMC en el flujo de diseño de PCBs ya no es opcional en proyectos profesionales, sobre todo cuando se trabaja con alta velocidad, alta densidad o entornos exigentes.
Elegir las herramientas adecuadas, según el tamaño del proyecto y el presupuesto, permite anticipar problemas, mejorar la calidad del producto y acelerar su salida al mercado.