Det bedste PCB designmetode: Seks ting at overveje, når du vælger PCB-komponenter baseret på komponentemballage. Alle eksemplerne i denne artikel er udviklet ved hjælp af MulTIsim-designmiljøet, men de samme koncepter gælder stadig selv med forskellige EDA-værktøjer.

1. Overvej valget af komponentemballage

I hele den skematiske tegningsfase bør de komponentemballage- og landmønsterbeslutninger, der skal træffes i layoutfasen, overvejes. Nogle forslag til at overveje, når du vælger komponenter baseret på komponentemballage er givet nedenfor.

Husk, at pakken inkluderer de elektriske pudeforbindelser og mekaniske dimensioner (X, Y og Z) af komponenten, det vil sige formen på komponentlegemet og stifterne, der forbinder til printkortet. Når du vælger komponenter, skal du overveje eventuelle monterings- eller emballeringsrestriktioner, der kan eksistere på det øverste og nederste lag af det endelige printkort. Nogle komponenter (såsom polære kondensatorer) kan have høje frihøjdebegrænsninger, som skal overvejes i komponentudvælgelsesprocessen. I begyndelsen af ​​designet kan du først tegne en grundlæggende kredsløbsrammeform og derefter placere nogle store eller positionskritiske komponenter (såsom stik), som du planlægger at bruge. På denne måde kan det virtuelle perspektivbillede af printpladen (uden ledninger) ses intuitivt og hurtigt, og den relative placering og komponenthøjde af printpladen og komponenterne kan gives relativt nøjagtig. Dette vil være med til at sikre, at komponenterne kan placeres korrekt i den ydre emballage (plastikprodukter, chassis, chassis osv.), efter at printkortet er samlet. Aktiver 3D-preview-tilstanden fra menuen Værktøjer for at gennemse hele printkortet.

Landmønsteret viser det faktiske land eller via formen af ​​den loddede enhed på printkortet. Disse kobbermønstre på printkortet indeholder også nogle grundlæggende formoplysninger. Størrelsen af ​​landmønsteret skal være korrekt for at sikre korrekt lodning og den korrekte mekaniske og termiske integritet af de tilsluttede komponenter. Når du designer PCB-layoutet, skal du overveje, hvordan printkortet vil blive fremstillet, eller hvordan puderne vil blive loddet, hvis det er manuelt loddet. Reflow-lodning (fluxen smeltes i en kontrolleret højtemperaturovn) kan håndtere en lang række overflademonteringsenheder (SMD). Bølgelodning bruges generelt til at lodde bagsiden af ​​printkortet for at fikse enheder med gennemgående huller, men det kan også håndtere nogle overflademonteringskomponenter placeret på bagsiden af ​​printkortet. Generelt, når du bruger denne teknologi, skal de nederste overflademonteringsenheder arrangeres i en bestemt retning, og for at tilpasse sig denne loddemetode skal puderne muligvis modificeres.

Udvalget af komponenter kan ændres under hele designprocessen. At bestemme, hvilke enheder der skal bruge pletterede gennemhuller (PTH), og hvilke der skal bruge overflademonteringsteknologi (SMT) tidligt i designprocessen, vil hjælpe den overordnede planlægning af printkortet. Faktorer, der skal overvejes, omfatter enhedsomkostninger, tilgængelighed, enhedsarealtæthed, strømforbrug og så videre. Fra et produktionsperspektiv er overflademonterede enheder generelt billigere end enheder med gennemgående huller og har generelt højere tilgængelighed. For små og mellemstore prototypeprojekter er det bedst at vælge større overflademonteringsenheder eller gennemgående enheder, som ikke kun letter manuel lodning, men også letter bedre tilslutning af puder og signaler under fejlkontrol og fejlfinding.

Hvis der ikke er en færdig pakke i databasen, oprettes der normalt en tilpasset pakke i værktøjet.

2. Brug en god jordingsmetode

Sørg for, at designet har tilstrækkelige bypass-kondensatorer og jordplaner. Når du bruger et integreret kredsløb, skal du sørge for at bruge en passende afkoblingskondensator nær strømterminalen til jorden (helst et jordplan). Den passende kapacitet af kondensatoren afhænger af den specifikke anvendelse, kondensatorteknologi og driftsfrekvens. Når bypass-kondensatoren er placeret mellem strøm- og jordbenene og placeret tæt på den korrekte IC-ben, kan den elektromagnetiske kompatibilitet og følsomhed af kredsløbet optimeres.

3. Tildel virtuel komponentpakke

Udskriv en stykliste (BOM) til kontrol af virtuelle komponenter. Den virtuelle komponent har ingen tilknyttet emballage og vil ikke blive overført til layoutstadiet. Opret en materialeliste, og se derefter alle de virtuelle komponenter i designet. De eneste elementer bør være strøm- og jordsignaler, fordi de betragtes som virtuelle komponenter, som kun behandles i det skematiske miljø og ikke vil blive overført til layoutdesignet. Medmindre de bruges til simuleringsformål, skal komponenterne, der vises i den virtuelle del, erstattes med indkapslede komponenter.

4. Sørg for, at du har fuldstændige styklistedata

Tjek, om der er tilstrækkelige data i styklisterapporten. Efter at have oprettet styklisterapporten, er det nødvendigt omhyggeligt at kontrollere og udfylde den ufuldstændige enhed, leverandør eller producentinformation i alle komponentposter.

5. Sorter efter komponentetiketten

For at lette sorteringen og visningen af ​​styklisten skal du sørge for, at komponentnumrene er fortløbende nummererede.

6. Tjek for redundante gatekredsløb

Generelt skal alle indgangene på redundante porte have signalforbindelser for at undgå at hænge indgangsterminalerne. Sørg for, at du har kontrolleret alle redundante eller manglende gatekredsløb, og at alle ikke-kablede indgangsterminaler er fuldt tilsluttet. I nogle tilfælde, hvis indgangsterminalen er suspenderet, kan hele systemet ikke fungere korrekt. Tag den dobbelte op-forstærker, der ofte bruges i designet. Hvis kun én af op-forstærkerne bruges i de dobbelte op-forstærker-IC-komponenter, anbefales det enten at bruge den anden op-forstærker eller jorde indgangen på den ubrugte op-forstærker og anvende en passende enhedsforstærkning (eller anden forstærkning) ) Feedback netværk for at sikre, at hele komponenten kan fungere normalt.

I nogle tilfælde fungerer IC’er med flydende stifter muligvis ikke normalt inden for specifikationsområdet. Normalt kun når IC-enheden eller andre porte i den samme enhed ikke fungerer i en mættet tilstand – input eller output er tæt på eller i strømskinnen på komponenten, kan denne IC opfylde indekskravene, når den fungerer. Simulering kan normalt ikke fange denne situation, fordi simuleringsmodellen generelt ikke forbinder flere dele af IC’en sammen for at modellere den flydende forbindelseseffekt.