選擇PCB元器件的六大技巧

最好 PCB 設計方法:基於元件封裝選擇PCB元件時要考慮的六件事。 本文中的所有示例都是使用 MulTIsim 設計環境開發的,但即使使用不同的 EDA 工具,相同的概念仍然適用。

印刷電路板

1. 考慮元件封裝的選擇

在整個原理圖繪製階段,需要考慮佈局階段需要做出的元件封裝和焊盤圖案決定。 下面給出了根據組件封裝選擇組件時需要考慮的一些建議。

請記住,封裝包括元件的電氣焊盤連接和機械尺寸(X、Y 和 Z),即元件主體的形狀和連接到 PCB 的引腳。 選擇組件時,您需要考慮最終 PCB 的頂層和底層可能存在的任何安裝或封裝限制。 某些元件(如極性電容)可能有較高的淨空限制,需要在元件選擇過程中加以考慮。 在設計之初,您可以先繪製一個基本的電路板框架形狀,然後放置一些您計劃使用的大型或位置關鍵的組件(例如連接器)。 這樣就可以直觀、快速地看到電路板(無佈線)的虛擬透視圖,並且可以比較準確地給出電路板與元件的相對定位和元件高度。 這將有助於確保在 PCB 組裝後組件可以正確放置在外包裝(塑料產品、底盤、底盤等)中。 從工具菜單調用 3D 預覽模式以瀏覽整個電路板。

焊盤圖形顯示了 PCB 上焊接器件的實際焊盤或通孔形狀。 PCB 上的這些銅圖案也包含一些基本的形狀信息。 焊盤圖案的尺寸需要正確,以確保正確焊接以及連接組件的正確機械和熱完整性。 在設計PCB佈局時,您需要考慮電路板將如何製造,或者如果是手工焊接,焊盤將如何焊接。 回流焊接(助焊劑在受控高溫爐中熔化)可以處理各種表面貼裝器件 (SMD)。 波峰焊一般用於焊接電路板的反面以固定通孔器件,但也可以處理一些放置在PCB背面的表面貼裝元件。 通常,在使用這種技術時,底面貼裝器件必須按特定方向排列,為了適應這種焊接方式,可能需要修改焊盤。

在整個設計過程中可以更改組件的選擇。 在設計過程的早期確定哪些設備應該使用電鍍通孔 (PTH) 以及哪些應該使用表面貼裝技術 (SMT) 將有助於 PCB 的整體規劃。 需要考慮的因素包括設備成本、可用性、設備面積密度、功耗等。 從製造的角度來看,表面貼裝器件通常比通孔器件便宜,而且可用性更高。 對於中小型原型項目,最好選擇較大的表面貼裝器件或通孔器件,這樣不僅便於手工焊接,而且在查錯和調試時也便於焊盤和信號更好的連接。

如果數據庫中沒有現成的包,通常會在工具中創建一個自定義包。

2.使用良好的接地方法

確保設計有足夠的旁路電容和接地層。 使用集成電路時,請確保在靠近電源端子到地(最好是地平面)的地方使用合適的去耦電容器。 電容器的合適容量取決於具體應用、電容器技術和工作頻率。 當旁路電容放置在電源和接地引腳之間並靠近正確的IC引腳放置時,可以優化電路的電磁兼容性和敏感性。

3.分配虛擬組件包

打印物料清單 (BOM) 以檢查虛擬組件。 虛擬組件沒有關聯的封裝,不會轉移到佈局階段。 創建材料清單,然後查看設計中的所有虛擬組件。 唯一的項目應該是電源和地信號,因為它們被認為是虛擬元件,它們只在原理圖環境中處理,不會傳輸到版圖設計。 除非用於仿真目的,否則虛擬零件中顯示的組件應替換為封裝組件。

4. 確保您有完整的物料清單數據

檢查物料清單報告中是否有足夠的數據。 創建物料清單報告後,需要仔細檢查並填寫所有組件條目中不完整的設備、供應商或製造商信息。

5.按元件標籤排序

為了便於物料清單的整理和查看,請確保元件編號是連續編號的。

6. 檢查冗餘門電路

一般來說,冗餘門的所有輸入都應該有信號連接,以避免輸入端子懸空。 確保已檢查所有冗餘或缺失的門電路,並且所有未接線的輸入端子均已完全連接。 在某些情況下,如果輸入端被掛起,整個系統將無法正常工作。 以設計中經常使用的雙運放為例。 如果雙運放IC組件中只使用一個運放,建議要么使用另一個運放,要么將未使用的運放的輸入接地,並部署合適的單位增益(或其他增益))反饋網絡,確保整個組件能夠正常工作。

在某些情況下,帶有浮動引腳的 IC 在規格範圍內可​​能無法正常工作。 通常只有當IC器件或同一器件中的其他柵極不工作在飽和狀態——輸入或輸出接近或在元件的電源軌內時,該IC才能滿足指標要求。 仿真通常無法捕捉到這種情況,因為仿真模型一般不會將 IC 的多個部分連接在一起來模擬浮連接效應。