Najbolji PCB metoda dizajna: Šest stvari koje treba uzeti u obzir pri odabiru PCB komponenti na osnovu pakovanja komponenti. Svi primjeri u ovom članku razvijeni su korištenjem okruženja za dizajn Multisim, ali isti koncepti i dalje vrijede čak i za različite EDA alate.

1. Razmotrite izbor pakovanja komponenti

U cijeloj fazi šematskog crtanja treba uzeti u obzir pakovanje komponenti i odluke o uzorku zemljišta koje je potrebno donijeti u fazi rasporeda. Neki prijedlozi koje treba uzeti u obzir pri odabiru komponenti na osnovu pakovanja komponenti su dati u nastavku.

Zapamtite da paket uključuje električne priključke jastučića i mehaničke dimenzije (X, Y i Z) komponente, odnosno oblik tijela komponente i pinove koji se spajaju na PCB. Prilikom odabira komponenti, morate uzeti u obzir sva ograničenja montaže ili pakiranja koja mogu postojati na gornjem i donjem sloju konačnog PCB-a. Neke komponente (kao što su polarni kondenzatori) mogu imati velika ograničenja u visini, što se mora uzeti u obzir u procesu odabira komponente. Na početku dizajna, prvo možete nacrtati osnovni oblik okvira ploče, a zatim postaviti neke velike komponente ili komponente koje su kritične za položaj (kao što su konektori) koje planirate koristiti. Na ovaj način, virtuelni perspektivni prikaz ploče (bez ožičenja) može se sagledati intuitivno i brzo, a relativni položaj i visina komponenti ploče i komponenti mogu se dati relativno precizno. Ovo će pomoći da se osigura da se komponente mogu pravilno smjestiti u vanjsko pakovanje (plastični proizvodi, kućište, kućište, itd.) nakon što se PCB sklopi. Pozovite režim 3D pregleda iz menija Alati da biste pregledali celu ploču.

Uzorak zemljišta pokazuje stvarno zemljište ili oblik zalemljenog uređaja na PCB-u. Ovi bakreni uzorci na PCB-u također sadrže neke osnovne informacije o obliku. Veličina uzorka zemljišta mora biti ispravna kako bi se osiguralo ispravno lemljenje i ispravan mehanički i termički integritet spojenih komponenti. Kada dizajnirate raspored PCB-a, morate uzeti u obzir kako će se štampana ploča proizvoditi, ili kako će jastučići biti zalemljeni ako se ručno zalemljuju. Reflow lemljenje (fluks se topi u kontrolisanoj visokotemperaturnoj peći) može da se nosi sa širokim spektrom uređaja za površinsku montažu (SMD). Talasno lemljenje se općenito koristi za lemljenje poleđine ploče za fiksiranje uređaja kroz rupe, ali također može podnijeti neke komponente za površinsku montažu postavljene na stražnjoj strani PCB-a. Općenito, kada se koristi ova tehnologija, uređaji za donju površinsku montažu moraju biti raspoređeni u određenom smjeru, a da bi se prilagodili ovoj metodi lemljenja, možda će biti potrebno modificirati jastučiće.

Odabir komponenti može se mijenjati tokom cijelog procesa projektovanja. Određivanje koji uređaji treba da koriste obložene rupe (PTH) i koji bi trebali koristiti tehnologiju površinske montaže (SMT) rano u procesu dizajna pomoći će ukupnom planiranju PCB-a. Faktori koje treba uzeti u obzir uključuju cijenu uređaja, dostupnost, gustinu područja uređaja, potrošnju energije i tako dalje. Iz proizvodne perspektive, uređaji za površinsku montažu su generalno jeftiniji od uređaja koji prolaze kroz rupe i općenito imaju veću dostupnost. Za male i srednje projekte prototipa, najbolje je odabrati veće uređaje za površinsku montažu ili uređaje kroz rupe, koji ne samo da olakšavaju ručno lemljenje, već i olakšavaju bolje povezivanje jastučića i signala tokom provjere grešaka i otklanjanja grešaka.

Ako u bazi podataka nema gotovog paketa, obično se u alatu kreira prilagođeni paket.

2. Koristite dobar metod uzemljenja

Osigurajte da dizajn ima dovoljno premosnih kondenzatora i uzemljenja. Kada koristite integrirano kolo, pobrinite se da koristite odgovarajući kondenzator za razdvajanje u blizini priključka za napajanje na uzemljenje (po mogućnosti uzemljenje). Odgovarajući kapacitet kondenzatora ovisi o specifičnoj primjeni, tehnologiji kondenzatora i radnoj frekvenciji. Kada se premosni kondenzator postavi između pinova napajanja i uzemljenja i postavi blizu ispravnog IC pina, elektromagnetska kompatibilnost i osjetljivost kola se mogu optimizirati.

3. Dodijelite paket virtualnih komponenti

Odštampajte popis materijala (BOM) za provjeru virtuelnih komponenti. Virtuelna komponenta nema pridruženo pakovanje i neće biti prebačena u fazu izgleda. Napravite popis materijala, a zatim pogledajte sve virtualne komponente u dizajnu. Jedine stavke treba da budu signali za napajanje i uzemljenje, jer se smatraju virtuelnim komponentama, koje se obrađuju samo u šematskom okruženju i neće se prenositi u dizajn izgleda. Osim ako se ne koriste u svrhe simulacije, komponente prikazane u virtuelnom dijelu trebaju biti zamijenjene inkapsuliranim komponentama.

4. Uvjerite se da imate potpune podatke o fabrikama materijala

Provjerite ima li dovoljno podataka u izvještaju o popisu materijala. Nakon izrade izvještaja o popisu materijala, potrebno je pažljivo provjeriti i popuniti nepotpune podatke o uređaju, dobavljaču ili proizvođaču u svim unosima komponenti.

5. Sortirajte prema etiketi komponente

Kako bi se olakšalo sortiranje i pregled popisa materijala, uvjerite se da su brojevi komponenti uzastopno numerirani.

6. Provjerite ima li redundantnih krugova kapije

Uopšteno govoreći, svi ulazi redundantnih kapija trebaju imati signalne veze kako bi se izbjeglo visenje ulaznih terminala. Provjerite jeste li provjerili sva redundantna ili nedostajuća kola gejta i da li su svi neožičeni ulazni terminali u potpunosti povezani. U nekim slučajevima, ako je ulazni terminal suspendovan, cijeli sistem ne može ispravno raditi. Uzmite dvostruko operacijsko pojačalo koje se često koristi u dizajnu. Ako se samo jedno od operativnih pojačala koristi u komponentama IC-a s dvostrukim operativnim pojačalom, preporučuje se ili korištenje drugog operacijskog pojačala, ili uzemljenje ulaza neiskorištenog operacijskog pojačala i postavljanje odgovarajućeg jediničnog pojačanja (ili drugog pojačanja) ) Mreža za povratne informacije kako bi se osiguralo da cijela komponenta može normalno raditi.

U nekim slučajevima, IC-ovi s plutajućim iglama možda neće raditi normalno unutar raspona specifikacije. Obično samo kada IC uređaj ili druge kapije u istom uređaju ne rade u zasićenom stanju – ulaz ili izlaz su blizu ili u napojnoj šini komponente, ovaj IC može ispuniti zahtjeve indeksa kada radi. Simulacija obično ne može uhvatiti ovu situaciju, jer simulacijski model općenito ne povezuje više dijelova IC-a zajedno da bi modelirao efekat plutajuće veze.