El mejor PCB Método de diseño: Seis cosas a considerar al seleccionar componentes de PCB basados ​​en el empaque de componentes. Todos los ejemplos de este artículo se desarrollaron utilizando el entorno de diseño MulTIsim, pero los mismos conceptos se siguen aplicando incluso con diferentes herramientas de EDA.

1. Considere la elección del embalaje de los componentes.

En toda la etapa de dibujo esquemático, se deben considerar el empaque de componentes y las decisiones de patrón de terreno que deben tomarse en la etapa de diseño. A continuación se ofrecen algunas sugerencias a tener en cuenta al seleccionar componentes en función del embalaje de los componentes.

Recuerde que el paquete incluye las conexiones de la almohadilla eléctrica y las dimensiones mecánicas (X, Y y Z) del componente, es decir, la forma del cuerpo del componente y los pines que se conectan al PCB. Al seleccionar los componentes, debe tener en cuenta las restricciones de montaje o empaquetado que puedan existir en las capas superior e inferior de la PCB final. Algunos componentes (como los condensadores polares) pueden tener grandes restricciones de espacio libre, que deben tenerse en cuenta en el proceso de selección de componentes. Al comienzo del diseño, primero puede dibujar una forma básica del marco de la placa de circuito y luego colocar algunos componentes grandes o de posición crítica (como conectores) que planea usar. De esta manera, la vista en perspectiva virtual de la placa de circuito (sin cableado) se puede ver de forma intuitiva y rápida, y el posicionamiento relativo y la altura de los componentes de la placa de circuito y los componentes pueden ser relativamente precisos. Esto ayudará a garantizar que los componentes se puedan colocar correctamente en el embalaje exterior (productos de plástico, chasis, chasis, etc.) después de ensamblar la PCB. Invoque el modo de vista previa 3D desde el menú Herramientas para explorar toda la placa de circuito.

El patrón de tierra muestra la tierra real o mediante la forma del dispositivo soldado en la PCB. Estos patrones de cobre en la PCB también contienen información básica sobre la forma. El tamaño del patrón de tierra debe ser correcto para garantizar una soldadura correcta y la integridad mecánica y térmica correcta de los componentes conectados. Al diseñar el diseño de la PCB, debe considerar cómo se fabricará la placa de circuito o cómo se soldarán las almohadillas si se suelda manualmente. La soldadura por reflujo (el fundente se funde en un horno de alta temperatura controlada) puede manejar una amplia gama de dispositivos de montaje en superficie (SMD). La soldadura por ola se usa generalmente para soldar el reverso de la placa de circuito para fijar dispositivos con orificios pasantes, pero también puede manejar algunos componentes de montaje en superficie colocados en la parte posterior de la placa de circuito impreso. Generalmente, cuando se utiliza esta tecnología, los dispositivos de montaje de la superficie inferior deben disponerse en una dirección específica y, para adaptarse a este método de soldadura, es posible que sea necesario modificar las almohadillas.

La selección de componentes se puede cambiar durante todo el proceso de diseño. Determinar qué dispositivos deben usar orificios pasantes chapados (PTH) y cuáles deben usar tecnología de montaje en superficie (SMT) al principio del proceso de diseño ayudará a la planificación general de la PCB. Los factores que deben tenerse en cuenta incluyen el costo del dispositivo, la disponibilidad, la densidad del área del dispositivo, el consumo de energía, etc. Desde una perspectiva de fabricación, los dispositivos de montaje en superficie son generalmente más baratos que los dispositivos de orificio pasante y generalmente tienen una mayor disponibilidad. Para proyectos de prototipos de pequeña y mediana escala, es mejor elegir dispositivos de montaje en superficie más grandes o dispositivos de orificio pasante, que no solo facilitan la soldadura manual, sino que también facilitan una mejor conexión de almohadillas y señales durante la verificación de errores y la depuración.

Si no hay un paquete listo para usar en la base de datos, generalmente se crea un paquete personalizado en la herramienta.

2. Utilice un buen método de conexión a tierra

Asegúrese de que el diseño tenga suficientes condensadores de derivación y planos de tierra. Cuando utilice un circuito integrado, asegúrese de utilizar un condensador de desacoplamiento adecuado cerca del terminal de alimentación a tierra (preferiblemente un plano de tierra). La capacidad adecuada del condensador depende de la aplicación específica, la tecnología del condensador y la frecuencia de funcionamiento. Cuando el condensador de derivación se coloca entre los pines de alimentación y tierra y se coloca cerca del pin IC correcto, se puede optimizar la compatibilidad electromagnética y la susceptibilidad del circuito.

3. Asignar paquete de componentes virtuales

Imprima una lista de materiales (BOM) para verificar componentes virtuales. El componente virtual no tiene ningún paquete asociado y no se transferirá a la etapa de diseño. Cree una lista de materiales y luego vea todos los componentes virtuales en el diseño. Los únicos elementos deben ser las señales de energía y tierra, porque se consideran componentes virtuales, que solo se procesan en el entorno esquemático y no se transmitirán al diseño de la disposición. A menos que se utilicen con fines de simulación, los componentes que se muestran en la parte virtual deben reemplazarse con componentes encapsulados.

4.Asegúrese de tener los datos completos de la lista de materiales

Compruebe si hay datos suficientes en el informe de lista de materiales. Después de crear el informe de lista de materiales, es necesario verificar y completar cuidadosamente la información incompleta del dispositivo, proveedor o fabricante en todas las entradas de componentes.

5. Clasifique según la etiqueta del componente

Para facilitar la clasificación y visualización de la lista de materiales, asegúrese de que los números de los componentes estén numerados consecutivamente.

6. Compruebe si hay circuitos de puerta redundantes

En términos generales, todas las entradas de las puertas redundantes deben tener conexiones de señal para evitar colgar los terminales de entrada. Asegúrese de haber verificado todos los circuitos de puerta redundantes o faltantes y que todos los terminales de entrada sin cables estén completamente conectados. En algunos casos, si el terminal de entrada está suspendido, todo el sistema no puede funcionar correctamente. Tome el amplificador operacional dual que se usa a menudo en el diseño. Si solo se usa uno de los amplificadores operacionales en los componentes del CI del amplificador operacional dual, se recomienda usar el otro amplificador operacional o conectar a tierra la entrada del amplificador operacional no utilizado y desplegar una ganancia unitaria adecuada (u otra ganancia)) Red de retroalimentación para garantizar que todo el componente pueda funcionar con normalidad.

En algunos casos, es posible que los circuitos integrados con pines flotantes no funcionen normalmente dentro del rango de especificación. Por lo general, solo cuando el dispositivo IC u otras puertas en el mismo dispositivo no funcionan en un estado saturado, la entrada o salida está cerca o en la línea de alimentación del componente, este IC puede cumplir con los requisitos de índice cuando funciona. La simulación generalmente no puede capturar esta situación, porque el modelo de simulación generalmente no conecta varias partes del IC juntas para modelar el efecto de conexión flotante.