Най-добрият PCB метод на проектиране: Шест неща, които трябва да имате предвид при избора на PCB компоненти въз основа на опаковката на компонентите. Всички примери в тази статия са разработени с помощта на средата за проектиране MulTIsim, но същите концепции все още се прилагат дори и с различни инструменти на EDA.

1. Обмислете избора на опаковка на компонентите

В целия етап на схематично чертане трябва да се вземат предвид решенията за опаковката на компонентите и модела на земята, които трябва да бъдат взети в етапа на оформление. Някои предложения, които трябва да имате предвид при избора на компоненти въз основа на опаковката на компонентите, са дадени по-долу.

Не забравяйте, че пакетът включва електрическите връзки на подложката и механичните размери (X, Y и Z) на компонента, тоест формата на тялото на компонента и щифтовете, които се свързват към печатната платка. Когато избирате компоненти, трябва да вземете предвид всички ограничения за монтаж или опаковане, които могат да съществуват в горния и долния слой на крайната печатна платка. Някои компоненти (като полярни кондензатори) може да имат големи ограничения за височина, което трябва да се има предвид в процеса на избор на компонент. В началото на дизайна можете първо да нарисувате основна форма на рамката на платката и след това да поставите някои големи или критични за позицията компоненти (като конектори), които планирате да използвате. По този начин виртуалният изглед в перспектива на платката (без окабеляване) може да се види интуитивно и бързо, а относителното позициониране и височината на компонентите на платката и компонентите могат да бъдат дадени относително точно. Това ще помогне да се гарантира, че компонентите могат да бъдат правилно поставени във външната опаковка (пластмасови продукти, шаси, шаси и т.н.) след сглобяването на печатната платка. Извикайте режима за 3D визуализация от менюто Инструменти, за да прегледате цялата платка.

Моделът на земята показва действителната земя или чрез формата на запоеното устройство върху печатната платка. Тези медни шарки върху печатната платка също съдържат някои основни данни за формата. Размерът на модела на земята трябва да бъде правилен, за да се осигури правилно запояване и правилната механична и термична цялост на свързаните компоненти. Когато проектирате оформлението на печатната платка, трябва да вземете предвид как ще бъде произведена платката или как подложките ще бъдат запоени, ако е ръчно запоена. Запояването с обратен поток (флюсът се стопява в контролирана високотемпературна пещ) може да се справи с широка гама от устройства за повърхностен монтаж (SMD). Вълновото запояване обикновено се използва за запояване на обратната страна на печатната платка за фиксиране на устройства за проходни отвори, но може да се справи и с някои компоненти за повърхностен монтаж, поставени на гърба на печатната платка. Като цяло, когато се използва тази технология, устройствата за монтиране на долната повърхност трябва да бъдат подредени в определена посока и за да се адаптират към този метод на запояване, може да се наложи подложките да бъдат модифицирани.

Изборът на компоненти може да се променя по време на целия процес на проектиране. Определянето на това кои устройства трябва да използват отвори с покритие (PTH) и кои трябва да използват технология за повърхностен монтаж (SMT) в началото на процеса на проектиране ще помогне за цялостното планиране на печатната платка. Факторите, които трябва да се вземат предвид, включват цената на устройството, наличността, плътността на площта на устройството, консумацията на енергия и т.н. От производствена гледна точка, устройствата за повърхностен монтаж обикновено са по-евтини от устройствата за проходни отвори и обикновено имат по-висока наличност. За малки и средномащабни прототипни проекти е най-добре да изберете по-големи устройства за повърхностен монтаж или устройства за проходни отвори, които не само улесняват ръчното запояване, но и улесняват по-доброто свързване на подложки и сигнали по време на проверка на грешки и отстраняване на грешки.

Ако в базата данни няма готов пакет, обикновено в инструмента се създава персонализиран пакет.

2. Използвайте добър метод за заземяване

Уверете се, че дизайнът има достатъчно байпасни кондензатори и заземяващи равнини. Когато използвате интегрална схема, уверете се, че използвате подходящ разделителен кондензатор в близост до захранващия терминал към земята (за предпочитане заземителна равнина). Подходящият капацитет на кондензатора зависи от конкретното приложение, технологията на кондензатора и работната честота. Когато байпасният кондензатор е поставен между изводите за захранване и заземяване и поставен близо до правилния IC щифт, електромагнитната съвместимост и чувствителност на веригата могат да бъдат оптимизирани.

3. Разпределете пакет виртуални компоненти

Отпечатайте спецификация на материалите (BOM) за проверка на виртуални компоненти. Виртуалният компонент няма свързана опаковка и няма да бъде прехвърлен в етапа на оформление. Създайте списък с материали и след това прегледайте всички виртуални компоненти в дизайна. Единствените елементи трябва да бъдат сигналите за захранване и земята, тъй като те се считат за виртуални компоненти, които се обработват само в схематичната среда и няма да се предават към дизайна на оформлението. Освен ако не се използват за симулационни цели, компонентите, показани във виртуалната част, трябва да бъдат заменени с капсулирани компоненти.

4. Уверете се, че разполагате с пълна информация за материалите

Проверете дали има достатъчно данни в отчета за материалите. След създаване на отчет за спецификациите е необходимо внимателно да проверите и попълните непълната информация за устройството, доставчика или производителя във всички записи на компонентите.

5. Сортирайте според етикета на компонента

За да улесните сортирането и прегледа на спецификацията, уверете се, че номерата на компонентите са последователно номерирани.

6. Проверете за излишни вериги на портата

Най-общо казано, всички входове на излишните порти трябва да имат сигнални връзки, за да се избегне увисването на входните клеми. Уверете се, че сте проверили всички излишни или липсващи вериги на портата и всички неокабелени входни клеми са напълно свързани. В някои случаи, ако входният терминал е спрян, цялата система не може да работи правилно. Вземете двойния оперативен усилвател, който често се използва в дизайна. Ако само един от операционните усилватели се използва в компонентите на двойния операционни усилвател IC, се препоръчва или да използвате другия операционен усилвател, или да заземите входа на неизползвания операционни усилвател и да разположите подходящо единично усилване (или друго усилване) ) Мрежа за обратна връзка, за да се гарантира, че целият компонент може да работи нормално.

В някои случаи ИС с плаващи щифтове може да не работят нормално в рамките на обхвата на спецификацията. Обикновено само когато IC устройството или други порти в същото устройство не работят в наситено състояние – входът или изходът са близо до или в захранващата шина на компонента, тази IC може да отговори на изискванията за индекс, когато работи. Симулацията обикновено не може да улови тази ситуация, тъй като симулационният модел обикновено не свързва множество части на IC заедно, за да моделира ефекта на плаваща връзка.