Лучшее печатная плата Метод проектирования: шесть факторов, которые следует учитывать при выборе компонентов печатной платы на основе их упаковки. Все примеры в этой статье были разработаны с использованием среды проектирования MulTIsim, но одни и те же концепции по-прежнему применимы даже с разными инструментами EDA.

1. Обдумайте выбор упаковки компонентов.

На всем этапе схематического рисования следует учитывать компоновку компонентов и решения по топологии, которые необходимо принять на этапе компоновки. Некоторые предложения, которые следует учитывать при выборе компонентов на основе их упаковки, приведены ниже.

Помните, что в комплект поставки входят электрические соединения контактных площадок и механические размеры (X, Y и Z) компонента, то есть форма корпуса компонента и контактов, которые подключаются к печатной плате. При выборе компонентов необходимо учитывать любые ограничения по монтажу или упаковке, которые могут существовать на верхнем и нижнем слоях окончательной печатной платы. Некоторые компоненты (например, полярные конденсаторы) могут иметь высокие ограничения по запасу мощности, что необходимо учитывать в процессе выбора компонентов. В начале проектирования вы можете сначала нарисовать базовую форму каркаса печатной платы, а затем разместить некоторые крупные или критически важные для положения компоненты (например, разъемы), которые вы планируете использовать. Таким образом, виртуальный вид в перспективе печатной платы (без проводки) можно увидеть интуитивно и быстро, а относительное расположение и высота компонентов печатной платы и компонентов могут быть заданы относительно точно. Это поможет обеспечить правильное размещение компонентов во внешней упаковке (пластмассовые изделия, шасси, шасси и т. Д.) После сборки печатной платы. Вызовите режим предварительного просмотра 3D из меню Инструменты, чтобы просмотреть всю печатную плату.

Рисунок контактных площадок показывает фактическую контактную площадку или форму переходного отверстия припаянного устройства на печатной плате. Эти медные узоры на печатной плате также содержат некоторую базовую информацию о форме. Размер контактной площадки должен быть правильным, чтобы обеспечить правильную пайку, а также механическую и термическую целостность подключенных компонентов. При разработке макета печатной платы необходимо учитывать, как будет изготавливаться печатная плата или как будут паяться контактные площадки, если она будет припаяна вручную. Пайка оплавлением (флюс плавится в контролируемой высокотемпературной печи) позволяет использовать широкий спектр устройств для поверхностного монтажа (SMD). Волновая пайка обычно используется для пайки обратной стороны печатной платы для фиксации устройств со сквозными отверстиями, но она также может обрабатывать некоторые компоненты для поверхностного монтажа, размещенные на задней части печатной платы. Как правило, при использовании этой технологии устройства для монтажа на нижней поверхности должны быть расположены в определенном направлении, и для адаптации к этому методу пайки может потребоваться изменение контактных площадок.

Выбор компонентов может быть изменен в течение всего процесса проектирования. Определение того, в каких устройствах следует использовать металлические сквозные отверстия (PTH), а в каких – технологию поверхностного монтажа (SMT), на раннем этапе проектирования поможет общее планирование печатной платы. Факторы, которые необходимо учитывать, включают стоимость устройства, доступность, плотность площади устройства, энергопотребление и т. Д. С производственной точки зрения устройства для поверхностного монтажа обычно дешевле, чем устройства для сквозного монтажа, и, как правило, имеют более высокую доступность. Для малых и средних проектов прототипов лучше всего выбирать устройства для поверхностного монтажа большего размера или устройства со сквозным отверстием, которые не только облегчают ручную пайку, но также облегчают лучшее соединение контактных площадок и сигналов во время проверки ошибок и отладки.

Если в базе данных нет готового пакета, обычно в инструменте создается собственный пакет.

2. Используйте надежный метод заземления.

Убедитесь, что в конструкции достаточно байпасных конденсаторов и заземляющих поверхностей. При использовании интегральной схемы обязательно используйте подходящий развязывающий конденсатор рядом с выводом питания на землю (желательно заземляющей пластиной). Подходящая емкость конденсатора зависит от конкретного применения, технологии конденсатора и рабочей частоты. Когда байпасный конденсатор помещается между выводами питания и заземления и размещается рядом с правильным выводом IC, электромагнитная совместимость и восприимчивость схемы могут быть оптимизированы.

3. Выделить пакет виртуальных компонентов

Распечатайте ведомость материалов (BOM) для проверки виртуальных компонентов. Виртуальный компонент не имеет связанной упаковки и не будет перенесен на этап макета. Создайте спецификацию материалов, а затем просмотрите все виртуальные компоненты в проекте. Единственными элементами должны быть сигналы питания и заземления, потому что они считаются виртуальными компонентами, которые обрабатываются только в схемной среде и не будут передаваться в макет. Если не используются для моделирования, компоненты, отображаемые в виртуальной части, должны быть заменены инкапсулированными компонентами.

4. Убедитесь, что у вас есть полная ведомость материалов.

Проверить, достаточно ли данных в отчете по ведомости материалов. После создания отчета со спецификацией материалов необходимо тщательно проверить и заполнить неполную информацию об устройстве, поставщике или производителе во всех записях компонентов.

5. Сортировка по метке компонента.

Чтобы упростить сортировку и просмотр ведомости материалов, убедитесь, что номера компонентов пронумерованы последовательно.

6. Проверьте наличие резервных схем затвора.

Вообще говоря, все входы дублирующих вентилей должны иметь сигнальные соединения, чтобы не повредить входные клеммы. Убедитесь, что вы проверили все резервные или отсутствующие схемы затвора, и все неизолированные входные клеммы полностью подключены. В некоторых случаях, если входной терминал приостановлен, вся система не может работать правильно. Возьмем двойной операционный усилитель, который часто используется в конструкции. Если в компонентах ИС двойного операционного усилителя используется только один из операционных усилителей, рекомендуется либо использовать другой операционный усилитель, либо заземлить вход неиспользуемого операционного усилителя и использовать подходящее единичное усиление (или другое усиление)). Сеть обратной связи для обеспечения нормальной работы всего компонента.

В некоторых случаях микросхемы с плавающими выводами могут не работать нормально в пределах диапазона спецификации. Обычно только тогда, когда устройство IC или другие вентили в том же устройстве не работают в насыщенном состоянии – вход или выход находится близко к шине питания компонента или в ней, эта IC может соответствовать требованиям индекса, когда она работает. Моделирование обычно не может уловить эту ситуацию, потому что имитационная модель обычно не соединяет несколько частей ИС вместе для моделирования эффекта плавающего соединения.