Nejlepší PCB metoda návrhu: Šest věcí, které je třeba vzít v úvahu při výběru součástí PCB na základě balení součástí. Všechny příklady v tomto článku byly vyvinuty pomocí návrhového prostředí MulTIsim, ale stále platí stejné koncepty i s různými nástroji EDA.

1. Zvažte výběr balení součástí

V celé fázi schematického výkresu by měla být zvážena rozhodnutí o balení součástí a vzoru terénu, která je třeba učinit ve fázi rozvržení. Níže jsou uvedeny některé návrhy, které je třeba vzít v úvahu při výběru součástí na základě balení součástí.

Pamatujte, že balení obsahuje připojení elektrické podložky a mechanické rozměry (X, Y a Z) součásti, tedy tvar těla součásti a kolíky, které se připojují k desce plošných spojů. Při výběru komponent musíte vzít v úvahu všechna omezení montáže nebo balení, která mohou existovat na horní a spodní vrstvě finální desky plošných spojů. Některé komponenty (jako jsou polární kondenzátory) mohou mít velká omezení světlé výšky, která je třeba vzít v úvahu při procesu výběru komponent. Na začátku návrhu můžete nejprve nakreslit základní tvar rámu obvodové desky a poté umístit některé velké nebo pozičně kritické součásti (například konektory), které plánujete použít. Tímto způsobem lze intuitivně a rychle vidět virtuální perspektivní pohled na desku s plošnými spoji (bez kabeláže) a relativní polohu a výšku součástek desky s plošnými spoji a součástek lze zadat relativně přesně. To pomůže zajistit, že součásti lze po sestavení desky plošných spojů správně umístit do vnějšího obalu (plastové výrobky, šasi, šasi atd.). Vyvolejte režim 3D náhledu z nabídky Nástroje, abyste mohli procházet celou obvodovou desku.

Vzor země ukazuje skutečný povrch nebo tvar průchodu pájeného zařízení na desce plošných spojů. Tyto měděné vzory na desce plošných spojů také obsahují některé základní informace o tvaru. Velikost vzoru plošky musí být správná, aby bylo zajištěno správné pájení a správná mechanická a tepelná integrita připojených součástí. Při návrhu rozložení DPS je třeba zvážit, jak bude deska s plošnými spoji vyrobena, případně jak budou plošky pájeny, pokud se bude pájet ručně. Pájení přetavením (tavidlo se taví v řízené vysokoteplotní peci) zvládne širokou škálu zařízení pro povrchovou montáž (SMD). Vlnové pájení se obecně používá k pájení zadní strany desky plošných spojů k upevnění zařízení s průchozími otvory, ale může také zpracovávat některé součásti pro povrchovou montáž umístěné na zadní straně desky plošných spojů. Obecně platí, že při použití této technologie musí být zařízení pro spodní povrchovou montáž uspořádána ve specifickém směru, a aby se přizpůsobily tomuto způsobu pájení, může být nutné upravit podložky.

Výběr komponent lze měnit v průběhu celého procesu návrhu. Určení, která zařízení by měla používat pokovené průchozí otvory (PTH) a která by měla používat technologii povrchové montáže (SMT), na začátku procesu návrhu, pomůže celkovému plánování PCB. Mezi faktory, které je třeba vzít v úvahu, patří cena zařízení, dostupnost, hustota plochy zařízení, spotřeba energie atd. Z hlediska výroby jsou zařízení pro povrchovou montáž obecně levnější než zařízení s průchozími otvory a obecně mají vyšší dostupnost. Pro malé a střední prototypové projekty je nejlepší volit větší zařízení pro povrchovou montáž nebo zařízení s průchozími otvory, které nejen usnadňují ruční pájení, ale také umožňují lepší připojení plošek a signálů při kontrole chyb a ladění.

Pokud v databázi není žádný hotový balíček, obvykle se v nástroji vytvoří vlastní balíček.

2. Použijte dobrý způsob uzemnění

Zajistěte, aby konstrukce měla dostatečné přemosťovací kondenzátory a zemnící plochy. Při použití integrovaného obvodu se ujistěte, že používáte vhodný oddělovací kondenzátor v blízkosti napájecí svorky k zemi (nejlépe zemnící rovině). Vhodná kapacita kondenzátoru závisí na konkrétní aplikaci, technologii kondenzátoru a provozní frekvenci. Když je přemosťovací kondenzátor umístěn mezi napájecí a zemnící kolíky a je umístěn blízko správného kolíku IC, lze optimalizovat elektromagnetickou kompatibilitu a susceptibilitu obvodu.

3. Přidělte balíček virtuálních komponent

Vytiskněte kusovník (BOM) pro kontrolu virtuálních komponent. Virtuální komponenta nemá žádné přidružené balení a nebude přenesena do fáze rozvržení. Vytvořte kusovník a poté zobrazte všechny virtuální součásti v návrhu. Jedinými položkami by měly být napájecí a zemní signály, protože jsou považovány za virtuální komponenty, které jsou zpracovávány pouze v prostředí schématu a nebudou přenášeny do návrhu rozložení. Pokud nejsou použity pro účely simulace, měly by být součásti zobrazené ve virtuální součásti nahrazeny zapouzdřenými součástmi.

4. Ujistěte se, že máte kompletní údaje o kusovníku

Zkontrolujte, zda je ve zprávě o kusovníku dostatek údajů. Po vytvoření výkazu kusovníku je nutné pečlivě zkontrolovat a doplnit neúplné údaje o zařízení, dodavateli nebo výrobci ve všech záznamech komponent.

5. Roztřiďte podle štítku součásti

Aby se usnadnilo třídění a prohlížení kusovníku, ujistěte se, že čísla komponent jsou číslována postupně.

6. Zkontrolujte redundantní hradlové obvody

Obecně řečeno, všechny vstupy redundantních hradel by měly mít signálové připojení, aby se zabránilo vinutí vstupních svorek. Ujistěte se, že jste zkontrolovali všechny nadbytečné nebo chybějící obvody hradla a všechny nezapojené vstupní svorky jsou plně zapojeny. V některých případech, pokud je vstupní svorka pozastavena, celý systém nemůže správně fungovat. Vezměte si duální operační zesilovač, který se často používá při návrhu. Pokud je v IC komponentách duálního operačního zesilovače použit pouze jeden z operačních zesilovačů, doporučuje se buď použít druhý operační zesilovač, nebo uzemnit vstup nepoužitého operačního zesilovače a použít vhodný jednotný zisk (nebo jiný zisk) ) Síť se zpětnou vazbou, která zajistí, že celá součást může normálně fungovat.

V některých případech nemusí integrované obvody s plovoucími kolíky fungovat normálně v rozsahu specifikací. Obvykle pouze v případě, že IC zařízení nebo jiná hradla ve stejném zařízení nepracují v nasyceném stavu – vstup nebo výstup je blízko nebo v napájecí kolejnici komponenty, může tento IC splnit požadavky na index, když funguje. Simulace obvykle nemůže tuto situaci zachytit, protože simulační model obecně nepropojuje více částí IC dohromady, aby modeloval efekt plovoucího spojení.