Den beste PCB designmetode: Seks ting du bør vurdere når du velger PCB-komponenter basert på komponentemballasje. Alle eksemplene i denne artikkelen ble utviklet ved hjelp av MulTIsim-designmiljøet, men de samme konseptene gjelder fortsatt selv med forskjellige EDA-verktøy.

1. Vurder valg av komponentemballasje

I hele den skjematiske tegningsfasen bør komponentemballasje og landmønsterbeslutninger som må tas i layoutstadiet vurderes. Noen forslag å vurdere når du velger komponenter basert på komponentemballasje er gitt nedenfor.

Husk at pakken inkluderer de elektriske putetilkoblingene og mekaniske dimensjoner (X, Y og Z) til komponenten, det vil si formen på komponentkroppen og pinnene som kobles til PCB. Når du velger komponenter, må du vurdere eventuelle monterings- eller emballasjebegrensninger som kan eksistere på topp- og bunnlaget av den endelige PCB-en. Noen komponenter (som polare kondensatorer) kan ha høye takhøydebegrensninger, som må vurderes i komponentvalgsprosessen. I begynnelsen av designet kan du først tegne en grunnleggende kretskortrammeform, og deretter plassere noen store eller posisjonskritiske komponenter (som kontakter) som du planlegger å bruke. På denne måten kan det virtuelle perspektivbildet av kretskortet (uten ledninger) sees intuitivt og raskt, og den relative plasseringen og komponenthøyden til kretskortet og komponentene kan gis relativt nøyaktig. Dette vil bidra til å sikre at komponentene kan plasseres riktig i den ytre emballasjen (plastprodukter, chassis, chassis, etc.) etter at PCB er satt sammen. Åpne 3D-forhåndsvisningsmodus fra Verktøy-menyen for å bla gjennom hele kretskortet.

Landmønsteret viser det faktiske landet eller via formen til den loddede enheten på PCB. Disse kobbermønstrene på PCB-en inneholder også grunnleggende forminformasjon. Størrelsen på landmønsteret må være riktig for å sikre riktig lodding og riktig mekanisk og termisk integritet til de tilkoblede komponentene. Når du designer PCB-oppsettet, må du vurdere hvordan kretskortet vil bli produsert, eller hvordan putene vil bli loddet hvis det er manuelt loddet. Reflow-lodding (fluksen smeltes i en kontrollert høytemperaturovn) kan håndtere et bredt spekter av overflatemonteringsenheter (SMD). Bølgelodding brukes vanligvis til å lodde baksiden av kretskortet for å fikse gjennomhullsenheter, men den kan også håndtere noen overflatemonteringskomponenter plassert på baksiden av PCB. Vanligvis, når du bruker denne teknologien, må bunnmonteringsenhetene plasseres i en bestemt retning, og for å tilpasse seg denne loddemetoden, kan det hende at putene må modifiseres.

Utvalget av komponenter kan endres under hele designprosessen. Å bestemme hvilke enheter som skal bruke belagte gjennomgående hull (PTH) og hvilke som skal bruke overflatemonteringsteknologi (SMT) tidlig i designprosessen vil hjelpe den overordnede planleggingen av PCB. Faktorer som må vurderes inkluderer enhetskostnad, tilgjengelighet, enhetsarealtetthet, strømforbruk og så videre. Fra et produksjonsperspektiv er overflatemonterte enheter generelt billigere enn enheter med gjennomgående hull og har generelt høyere tilgjengelighet. For små og mellomstore prototypeprosjekter er det best å velge større overflatemonteringsenheter eller gjennomhullsenheter, som ikke bare letter manuell lodding, men som også letter bedre tilkobling av puter og signaler under feilkontroll og feilsøking.

Hvis det ikke er en ferdig pakke i databasen, opprettes vanligvis en tilpasset pakke i verktøyet.

2. Bruk en god jordingsmetode

Sørg for at designet har tilstrekkelige bypass-kondensatorer og jordplan. Når du bruker en integrert krets, sørg for å bruke en passende avkoblingskondensator nær strømterminalen til bakken (helst et jordplan). Den passende kapasiteten til kondensatoren avhenger av den spesifikke applikasjonen, kondensatorteknologien og driftsfrekvensen. Når bypass-kondensatoren er plassert mellom strøm- og jordpinnene og plassert nær riktig IC-pinne, kan den elektromagnetiske kompatibiliteten og følsomheten til kretsen optimaliseres.

3. Tildel virtuell komponentpakke

Skriv ut en stykkliste (BOM) for å sjekke virtuelle komponenter. Den virtuelle komponenten har ingen tilknyttet emballasje og vil ikke bli overført til layoutstadiet. Lag en materialliste og se deretter alle de virtuelle komponentene i designet. De eneste elementene bør være strøm- og jordsignaler, fordi de betraktes som virtuelle komponenter, som bare behandles i det skjematiske miljøet og ikke vil bli overført til layoutdesignet. Med mindre de brukes til simuleringsformål, bør komponentene som vises i den virtuelle delen erstattes med innkapslede komponenter.

4. Sørg for at du har fullstendige stykklistedata

Sjekk om det er tilstrekkelig med data i stykklisterapporten. Etter å ha opprettet stykklisterapporten, er det nødvendig å nøye kontrollere og fullføre den ufullstendige informasjonen om enheten, leverandøren eller produsenten i alle komponentoppføringer.

5. Sorter etter komponentetikett

For å lette sorteringen og visningen av stykklisten, sørg for at komponentnumrene er fortløpende nummerert.

6. Se etter redundante portkretser

Generelt sett bør alle inngangene til redundante porter ha signalforbindelser for å unngå å dingle inngangsterminalene. Sørg for at du har sjekket alle redundante eller manglende portkretser, og at alle ukoblede inngangsterminaler er fullstendig tilkoblet. I noen tilfeller, hvis inngangsterminalen er suspendert, kan ikke hele systemet fungere som det skal. Ta den doble op-forsterkeren som ofte brukes i designet. Hvis bare én av op-forsterkerne brukes i de doble op-forsterker-IC-komponentene, anbefales det å enten bruke den andre op-forsterkeren, eller jorde inngangen til den ubrukte op-forsterkeren, og bruke en passende enhetsforsterkning (eller annen forsterkning) ) Tilbakemeldingsnettverk for å sikre at hele komponenten kan fungere normalt.

I noen tilfeller kan det hende at IC-er med flytende pinner ikke fungerer normalt innenfor spesifikasjonsområdet. Vanligvis bare når IC-enheten eller andre porter i samme enhet ikke fungerer i en mettet tilstand – inngangen eller utgangen er nær eller i strømskinnen til komponenten, kan denne IC oppfylle indekskravene når den fungerer. Simulering kan vanligvis ikke fange opp denne situasjonen, fordi simuleringsmodellen vanligvis ikke kobler flere deler av IC sammen for å modellere den flytende tilkoblingseffekten.