Najbolji PCB metoda dizajna: šest stvari koje treba uzeti u obzir pri odabiru PCB komponenti na temelju pakiranja komponenti. Svi primjeri u ovom članku razvijeni su korištenjem okruženja dizajna MulTIsim, ali isti koncepti i dalje vrijede čak i s različitim EDA alatima.

1. Razmislite o izboru pakiranja komponenti

U cijeloj fazi crtanja sheme treba uzeti u obzir pakiranje komponenti i odluke o uzorku zemljišta koje je potrebno donijeti u fazi izgleda. U nastavku su dati neki prijedlozi koje treba uzeti u obzir pri odabiru komponenti na temelju pakiranja komponenti.

Zapamtite da paket uključuje električne priključke jastučića i mehaničke dimenzije (X, Y i Z) komponente, odnosno oblik tijela komponente i igle koje se spajaju na PCB. Prilikom odabira komponenti, morate uzeti u obzir sva ograničenja ugradnje ili pakiranja koja mogu postojati na gornjem i donjem sloju završnog PCB-a. Neke komponente (kao što su polarni kondenzatori) mogu imati velika ograničenja u visini, što je potrebno uzeti u obzir u postupku odabira komponente. Na početku dizajna najprije možete nacrtati osnovni oblik okvira pločice, a zatim postaviti neke velike komponente ili komponente koje su kritične za položaj (kao što su konektori) koje namjeravate koristiti. Na taj se način može intuitivno i brzo vidjeti virtualni perspektivni pogled na pločicu sa sklopom (bez ožičenja), a relativno precizno se može dati relativno pozicioniranje i visina komponenti ploče i komponenti. To će pomoći osigurati da se komponente mogu pravilno smjestiti u vanjsko pakiranje (plastični proizvodi, kućište, kućište, itd.) nakon što je PCB sastavljen. Pozovite način 3D pregleda iz izbornika Alati za pregledavanje cijele ploče.

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 točna kako bi se osiguralo ispravno lemljenje i ispravan mehanički i toplinski integritet spojenih komponenti. Prilikom dizajniranja izgleda PCB-a, morate uzeti u obzir kako će se sklopna ploča proizvoditi, odnosno kako će jastučići biti zalemljeni ako se ručno zalemi. Reflow lemljenje (fluks se topi u kontroliranoj visokotemperaturnoj peći) može podnijeti širok raspon uređaja za površinsku montažu (SMD). Valno lemljenje se općenito koristi za lemljenje poleđine pločice za učvršćivanje uređaja koji prolaze kroz rupe, ali može podnijeti i 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 kako bi se prilagodili ovoj metodi lemljenja, jastučići će se možda morati modificirati.

Odabir komponenti može se mijenjati tijekom cijelog procesa projektiranja. Utvrđivanje koji uređaji trebaju koristiti otvore za oblaganje (PTH) i koji bi trebali koristiti tehnologiju površinske montaže (SMT) u ranom procesu dizajna pomoći će cjelokupnom planiranju PCB-a. Čimbenici koje treba uzeti u obzir uključuju cijenu uređaja, dostupnost, gustoću područja uređaja, potrošnju energije i tako dalje. Iz proizvodne perspektive, uređaji za površinsku montažu općenito su jeftiniji od uređaja s otvorom i općenito imaju veću dostupnost. Za male i srednje projekte prototipa, najbolje je odabrati veće uređaje za površinsku montažu ili uređaje za otvore, koji ne samo da olakšavaju ručno lemljenje, već također olakšavaju bolje povezivanje jastučića i signala tijekom provjere grešaka i otklanjanja pogrešaka.

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

2. Koristite dobru metodu uzemljenja

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

3. Dodijelite paket virtualnih komponenti

Ispišite popis materijala (BOM) za provjeru virtualnih komponenti. Virtualna komponenta nema povezano pakiranje i neće se prenijeti u fazu izgleda. Napravite popis materijala, a zatim pogledajte sve virtualne komponente u dizajnu. Jedine stavke trebaju biti signali za napajanje i uzemljenje, jer se smatraju virtualnim komponentama, koje se obrađuju samo u shematskom okruženju i neće se prenositi u dizajn izgleda. Osim ako se ne koriste u svrhe simulacije, komponente prikazane u virtualnom dijelu trebale bi biti zamijenjene inkapsuliranim komponentama.

4. Provjerite imate li potpune podatke o materijalima

Provjerite ima li dovoljno podataka u izvješću o materijalima. Nakon izrade izvješća o materijalima potrebno je pažljivo provjeriti i popuniti nepotpune podatke o uređaju, dobavljaču ili proizvođaču u svim unosima komponenti.

5. Razvrstajte prema oznaci komponente

Kako biste olakšali razvrstavanje i pregled popisa materijala, provjerite jesu li brojevi komponenti uzastopno numerirani.

6. Provjerite ima li redundantnih krugova vrata

Općenito govoreći, svi ulazi redundantnih vrata trebali bi imati signalne veze kako bi se izbjeglo visenje ulaznih terminala. Provjerite jeste li provjerili sve redundantne ili nedostajuće krugove vrata i da li su svi neožičeni ulazni terminali u potpunosti povezani. U nekim slučajevima, ako je ulazni terminal suspendiran, cijeli sustav 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 koristiti drugo operacijsko pojačalo, ili uzemljiti ulaz nekorištenog operacijskog pojačala i primijeniti odgovarajući jedinični dobitak (ili drugo pojačanje) ) 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 druga vrata u istom uređaju ne rade u zasićenom stanju – ulaz ili izlaz su blizu ili u napojnoj tračnici 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 kako bi se modelirao efekt plutajuće veze.