O melhor PCB método de design: Seis coisas a serem consideradas ao selecionar componentes de PCB com base no pacote de componentes. Todos os exemplos neste artigo foram desenvolvidos usando o ambiente de design MulTIsim, mas os mesmos conceitos ainda se aplicam, mesmo com diferentes ferramentas de EDA.

1. Considere a escolha da embalagem do componente

Em todo o estágio de desenho esquemático, as decisões de embalagem de componentes e padrão de terreno que precisam ser feitas no estágio de layout devem ser consideradas. Algumas sugestões a serem consideradas ao selecionar componentes com base no pacote de componentes são fornecidas a seguir.

Lembre-se de que o pacote inclui as conexões da almofada elétrica e as dimensões mecânicas (X, Y e Z) do componente, ou seja, o formato do corpo do componente e os pinos que se conectam ao PCB. Ao selecionar os componentes, você precisa considerar quaisquer restrições de montagem ou embalagem que possam existir nas camadas superior e inferior do PCB final. Alguns componentes (como capacitores polares) podem ter grandes restrições de headroom, que precisam ser consideradas no processo de seleção de componentes. No início do projeto, você pode primeiro desenhar um formato básico de quadro de placa de circuito e, em seguida, colocar alguns componentes grandes ou de posição crítica (como conectores) que planeja usar. Desta forma, a visão em perspectiva virtual da placa de circuito (sem fiação) pode ser vista de forma intuitiva e rápida, e o posicionamento relativo e a altura do componente da placa de circuito e componentes podem ser dados relativamente precisos. Isso ajudará a garantir que os componentes possam ser colocados corretamente na embalagem externa (produtos de plástico, chassi, chassi, etc.) após a montagem da placa de circuito impresso. Abra o modo de visualização 3D no menu Ferramentas para navegar por toda a placa de circuito.

O padrão de terreno mostra o terreno real ou via forma do dispositivo soldado no PCB. Esses padrões de cobre no PCB também contêm algumas informações básicas de forma. O tamanho do padrão do terreno precisa ser correto para garantir a soldagem correta e a integridade mecânica e térmica correta dos componentes conectados. Ao projetar o layout da PCB, você precisa considerar como a placa de circuito será fabricada ou como as almofadas serão soldadas se forem soldadas manualmente. A soldagem por refluxo (o fluxo é derretido em um forno de alta temperatura controlada) pode lidar com uma ampla gama de dispositivos de montagem em superfície (SMD). A solda por onda é geralmente usada para soldar o lado reverso da placa de circuito para fixar dispositivos através do orifício, mas também pode lidar com alguns componentes de montagem em superfície colocados na parte traseira do PCB. Geralmente, ao usar essa tecnologia, os dispositivos de montagem em superfície inferior devem ser dispostos em uma direção específica e, para se adaptar a este método de soldagem, as almofadas podem precisar ser modificadas.

A seleção de componentes pode ser alterada durante todo o processo de design. Determinar quais dispositivos devem usar furos passantes (PTH) e quais devem usar tecnologia de montagem em superfície (SMT) no início do processo de design ajudará no planejamento geral do PCB. Fatores que precisam ser considerados incluem custo do dispositivo, disponibilidade, densidade de área do dispositivo, consumo de energia e assim por diante. Do ponto de vista da fabricação, os dispositivos de montagem em superfície são geralmente mais baratos do que os dispositivos de orifício e geralmente têm maior disponibilidade. Para projetos de protótipo de pequena e média escala, é melhor escolher dispositivos de montagem em superfície maiores ou dispositivos através de orifícios, que não só facilitam a soldagem manual, mas também facilitam uma melhor conexão de blocos e sinais durante a verificação de erros e depuração.

Se não houver um pacote pronto no banco de dados, geralmente um pacote personalizado é criado na ferramenta.

2. Use um bom método de aterramento

Certifique-se de que o projeto tenha capacitores de desvio e planos de aterramento suficientes. Ao usar um circuito integrado, certifique-se de usar um capacitor de desacoplamento adequado próximo ao terminal de alimentação para o aterramento (de preferência um plano de aterramento). A capacidade apropriada do capacitor depende da aplicação específica, da tecnologia do capacitor e da frequência operacional. Quando o capacitor de bypass é colocado entre os pinos de alimentação e aterramento e próximo ao pino IC correto, a compatibilidade eletromagnética e a suscetibilidade do circuito podem ser otimizadas.

3. Alocar pacote de componente virtual

Imprima uma lista de materiais (BOM) para verificar os componentes virtuais. O componente virtual não possui embalagem associada e não será transferido para o estágio de layout. Crie uma lista de materiais e visualize todos os componentes virtuais do projeto. Os únicos itens devem ser sinais de energia e terra, pois são considerados componentes virtuais, que são processados ​​apenas no ambiente esquemático e não serão transmitidos para o projeto do layout. A menos que sejam usados ​​para fins de simulação, os componentes exibidos na peça virtual devem ser substituídos por componentes encapsulados.

4. Certifique-se de ter os dados completos da lista de materiais

Verifique se há dados suficientes no relatório da lista de materiais. Depois de criar o relatório da lista de materiais, é necessário verificar cuidadosamente e preencher as informações incompletas do dispositivo, fornecedor ou fabricante em todas as entradas de componentes.

5. Classifique de acordo com o rótulo do componente

Para facilitar a classificação e visualização da lista de materiais, certifique-se de que os números dos componentes sejam numerados consecutivamente.

6. Verifique se há circuitos de porta redundantes

De um modo geral, todas as entradas de portas redundantes devem ter conexões de sinal para evitar pendurar os terminais de entrada. Certifique-se de ter verificado todos os circuitos de gate redundantes ou ausentes e todos os terminais de entrada sem fio estão totalmente conectados. Em alguns casos, se o terminal de entrada estiver suspenso, todo o sistema não funcionará corretamente. Pegue o amplificador operacional duplo que costuma ser usado no design. Se apenas um dos amplificadores operacionais for usado nos componentes IC do amplificador operacional duplo, é recomendado usar o outro amplificador operacional ou aterrar a entrada do amplificador operacional não utilizado e implantar um ganho de unidade adequado (ou outro ganho)) Rede de feedback para garantir que todo o componente funcione normalmente.

Em alguns casos, os ICs com pinos flutuantes podem não funcionar normalmente dentro da faixa de especificação. Normalmente, apenas quando o dispositivo IC ou outras portas no mesmo dispositivo não estão funcionando em um estado saturado – a entrada ou saída está próxima ou no barramento de alimentação do componente, este IC pode atender aos requisitos de índice quando funciona. A simulação geralmente não pode capturar esta situação, porque o modelo de simulação geralmente não conecta várias partes do CI para modelar o efeito de conexão flutuante.