najlepszym PCB metoda projektowania: sześć rzeczy do rozważenia przy wyborze komponentów PCB w oparciu o opakowanie komponentów. Wszystkie przykłady w tym artykule zostały opracowane przy użyciu środowiska projektowego MulTIsim, ale te same koncepcje nadal obowiązują nawet w przypadku różnych narzędzi EDA.

1. Rozważ wybór opakowania komponentów

Na całym etapie tworzenia schematu należy wziąć pod uwagę decyzje dotyczące pakowania komponentów i układu terenu, które należy podjąć na etapie rozplanowania. Poniżej podano kilka sugestii, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze komponentów w oparciu o opakowanie komponentów.

Pamiętaj, że opakowanie zawiera złącza elektryczne i wymiary mechaniczne (X, Y i Z) komponentu, to znaczy kształt korpusu komponentu i pinów, które łączą się z płytką drukowaną. Wybierając komponenty, należy wziąć pod uwagę wszelkie ograniczenia dotyczące montażu lub pakowania, które mogą istnieć na górnej i dolnej warstwie końcowej płytki drukowanej. Niektóre komponenty (takie jak kondensatory polarne) mogą mieć wysokie ograniczenia nadproża, które należy wziąć pod uwagę w procesie doboru komponentów. Na początku projektu możesz najpierw narysować podstawowy kształt ramy płytki drukowanej, a następnie umieścić kilka dużych lub krytycznych elementów (takich jak złącza), których planujesz użyć. W ten sposób wirtualny widok perspektywiczny płytki drukowanej (bez okablowania) można zobaczyć intuicyjnie i szybko, a względne położenie i wysokość elementu płytki drukowanej i elementów można podać stosunkowo dokładnie. Pomoże to zapewnić prawidłowe umieszczenie komponentów w opakowaniu zewnętrznym (produkty plastikowe, obudowa, obudowa itp.) po złożeniu płytki drukowanej. Wywołaj tryb podglądu 3D z menu Narzędzia, aby przeglądać całą płytkę drukowaną.

Wzór terenu pokazuje rzeczywisty teren lub kształt lutowanego urządzenia na płytce drukowanej. Te miedziane wzory na płytce drukowanej zawierają również podstawowe informacje o kształcie. Aby zapewnić prawidłowe lutowanie oraz prawidłową mechaniczną i termiczną integralność połączonych elementów, wielkość wzoru terenu musi być prawidłowa. Projektując układ PCB, należy wziąć pod uwagę sposób produkcji płytki drukowanej lub sposób lutowania padów, jeśli jest lutowany ręcznie. Lutowanie rozpływowe (topnik topi się w kontrolowanym piecu wysokotemperaturowym) może obsługiwać szeroką gamę urządzeń do montażu powierzchniowego (SMD). Lutowanie na fali jest zwykle używane do lutowania odwrotnej strony płytki drukowanej w celu mocowania urządzeń z otworami przelotowymi, ale może również obsługiwać niektóre elementy do montażu powierzchniowego umieszczone z tyłu płytki drukowanej. Ogólnie rzecz biorąc, podczas korzystania z tej technologii, dolne urządzenia do montażu powierzchniowego muszą być ustawione w określonym kierunku, a w celu dostosowania do tej metody lutowania, pady mogą wymagać modyfikacji.

Dobór komponentów można zmieniać podczas całego procesu projektowania. Ustalenie, które urządzenia powinny wykorzystywać platerowane otwory przelotowe (PTH), a które powinny wykorzystywać technologię montażu powierzchniowego (SMT) na wczesnym etapie procesu projektowania, pomoże w ogólnym zaplanowaniu PCB. Czynniki, które należy wziąć pod uwagę, obejmują koszt urządzenia, dostępność, gęstość powierzchni urządzenia, zużycie energii i tak dalej. Z punktu widzenia produkcji urządzenia do montażu powierzchniowego są generalnie tańsze niż urządzenia przewlekane i ogólnie mają wyższą dostępność. W przypadku projektów prototypowych o małej i średniej skali najlepiej wybrać większe urządzenia do montażu powierzchniowego lub przewlekanego, które nie tylko ułatwiają ręczne lutowanie, ale także ułatwiają lepsze połączenie padów i sygnałów podczas sprawdzania błędów i debugowania.

Jeśli w bazie danych nie ma gotowej paczki, zwykle w narzędziu tworzony jest niestandardowy pakiet.

2. Użyj dobrej metody uziemienia

Upewnij się, że konstrukcja ma wystarczającą ilość kondensatorów obejściowych i płaszczyzn uziemienia. Używając układu scalonego, upewnij się, że używasz odpowiedniego kondensatora odsprzęgającego w pobliżu zacisku zasilania do uziemienia (najlepiej płaszczyzny uziemienia). Odpowiednia pojemność kondensatora zależy od konkretnego zastosowania, technologii kondensatora i częstotliwości pracy. Gdy kondensator obejściowy zostanie umieszczony między stykami zasilania i uziemienia i umieszczony blisko właściwego styku układu scalonego, można zoptymalizować kompatybilność elektromagnetyczną i podatność obwodu.

3. Przydziel pakiet komponentów wirtualnych

Wydrukuj zestawienie materiałów (BOM) w celu sprawdzenia komponentów wirtualnych. Komponent wirtualny nie ma powiązanego opakowania i nie zostanie przeniesiony na etap układu. Utwórz listę materiałów, a następnie wyświetl wszystkie komponenty wirtualne w projekcie. Jedynymi elementami powinny być sygnały zasilania i masy, ponieważ są one uważane za komponenty wirtualne, które są przetwarzane tylko w schematycznym środowisku i nie będą przesyłane do projektu układu. O ile nie są używane do celów symulacyjnych, komponenty wyświetlane w części pozornej należy zastąpić komponentami hermetyzowanymi.

4. Upewnij się, że masz pełne dane z zestawienia materiałów

Sprawdź, czy w zestawieniu materiałów jest wystarczająca ilość danych. Po utworzeniu raportu BOM należy dokładnie sprawdzić i uzupełnić niekompletne informacje o urządzeniu, dostawcy lub producencie we wszystkich wpisach podzespołów.

5. Sortuj według etykiety komponentu

Aby ułatwić sortowanie i przeglądanie zestawienia materiałów, upewnij się, że numery elementów są kolejno ponumerowane.

6. Sprawdź nadmiarowe obwody bramki

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie wejścia redundantnych bramek powinny mieć połączenia sygnałowe, aby uniknąć zwisających zacisków wejściowych. Upewnij się, że sprawdziłeś wszystkie nadmiarowe lub brakujące obwody bramki, a wszystkie nieokablowane zaciski wejściowe są w pełni podłączone. W niektórych przypadkach, jeśli terminal wejściowy jest zawieszony, cały system nie może działać poprawnie. Weźmy na przykład podwójny wzmacniacz operacyjny, który jest często używany w projekcie. Jeśli tylko jeden ze wzmacniaczy operacyjnych jest używany w elementach układu scalonego podwójnego wzmacniacza operacyjnego, zaleca się użycie drugiego wzmacniacza operacyjnego lub uziemienie wejścia nieużywanego wzmacniacza operacyjnego i zastosowanie odpowiedniego wzmocnienia jedności (lub innego wzmocnienia) ) Sieć sprzężenia zwrotnego zapewniająca normalne działanie całego komponentu.

W niektórych przypadkach układy scalone z pływającymi pinami mogą nie działać normalnie w zakresie specyfikacji. Zwykle tylko wtedy, gdy urządzenie IC lub inne bramki w tym samym urządzeniu nie działają w stanie nasyconym – wejście lub wyjście jest blisko lub w szynie zasilającej komponentu, ten IC może spełnić wymagania indeksu, gdy działa. Symulacja zwykle nie może uchwycić tej sytuacji, ponieważ model symulacyjny na ogół nie łączy ze sobą wielu części układu scalonego w celu modelowania efektu pływającego połączenia.