选择PCB元器件的六大技巧

最好 PCB 设计方法:根据元件封装选择PCB元件时要考虑的六件事。 本文中的所有示例都是使用 MulTIsim 设计环境开发的,但即使使用不同的 EDA 工具,相同的概念仍然适用。

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1. 考虑元件封装的选择

在整个原理图绘制阶段,需要考虑布局阶段需要做出的元件封装和焊盘图案决定。 下面给出了根据组件封装选择组件时需要考虑的一些建议。

请记住,封装包括元件的电气焊盘连接和机械尺寸(X、Y 和 Z),即元件主体的形状和连接到 PCB 的引脚。 选择元件时,您需要考虑最终 PCB 的顶层和底层可能存在的任何安装或封装限制。 一些元件(如极性电容)可能有较高的净空限制,需要在元件选择过程中加以考虑。 在设计之初,您可以先绘制一个基本的电路板框架形状,然后放置一些您计划使用的大型或位置关键的组件(例如连接器)。 这样就可以直观、快速地看到电路板(无布线)的虚拟透视图,并且可以比较准确地给出电路板与元件的相对定位和元件高度。 这将有助于确保在 PCB 组装后组件可以正确放置在外包装(塑料产品、底盘、底盘等)中。 从工具菜单调用 3D 预览模式以浏览整个电路板。

焊盘图形显示了 PCB 上焊接器件的实际焊盘或通孔形状。 PCB 上的这些铜箔图案也包含一些基本的形状信息。 焊盘图案的尺寸需要正确,以确保正确焊接以及连接组件的正确机械和热完整性。 在设计PCB布局时,您需要考虑电路板将如何制造,或者如果是手工焊接,焊盘将如何焊接。 回流焊接(助焊剂在受控高温炉中熔化)可以处理各种表面贴装器件 (SMD)。 波峰焊一般用于焊接电路板的反面以固定通孔器件,但也可以处理一些放置在PCB背面的表面贴装元件。 通常,在使用这种技术时,底面贴装器件必须按特定方向排列,为了适应这种焊接方式,可能需要修改焊盘。

在整个设计过程中可以更改组件的选择。 在设计过程的早期确定哪些设备应该使用镀通孔 (PTH) 以及哪些应该使用表面贴装技术 (SMT) 将有助于 PCB 的整体规划。 需要考虑的因素包括设备成本、可用性、设备面积密度、功耗等。 从制造的角度来看,表面贴装器件通常比通孔器件便宜,而且可用性更高。 对于中小型原型项目,最好选择较大的表面贴装器件或通孔器件,这样不仅便于手工焊接,而且在查错和调试时也便于焊盘和信号更好的连接。

如果数据库中没有现成的包,通常会在工具中创建一个自定义包。

2.使用良好的接地方法

确保设计有足够的旁路电容和接地层。 使用集成电路时,请确保在靠近电源端子到地(最好是地平面)的地方使用合适的去耦电容器。 电容器的合适容量取决于具体应用、电容器技术和工作频率。 当旁路电容放置在电源和接地引脚之间并靠近正确的IC引脚放置时,可以优化电路的电磁兼容性和敏感性。

3.分配虚拟组件包

打印物料清单 (BOM) 以检查虚拟组件。 虚拟组件没有关联的封装,不会转移到布局阶段。 创建材料清单,然后查看设计中的所有虚拟组件。 唯一的项目应该是电源和地信号,因为它们被认为是虚拟元件,它们只在原理图环境中处理,不会传输到版图设计。 除非用于模拟目的,否则虚拟零件中显示的组件应替换为封装组件。

4. 确保您有完整的物料清单数据

检查物料清单报告中是否有足够的数据。 创建物料清单报告后,需要仔细检查和填写所有组件条目中不完整的设备、供应商或制造商信息。

5.按元件标签排序

为了便于物料清单的整理和查看,请确保元件编号是连续编号的。

6. 检查冗余门电路

一般来说,冗余门的所有输入都应该有信号连接,以避免输入端子悬空。 确保已检查所有冗余或缺失的门电路,并且所有未接线的输入端子均已完全连接。 在某些情况下,如果输入端被挂起,整个系统将无法正常工作。 以设计中经常使用的双运放为例。 如果双运放IC组件中只使用一个运放,建议要么使用另一个运放,要么将未使用的运放的输入接地,并部署合适的单位增益(或其他增益))反馈网络,确保整个组件能够正常工作。

在某些情况下,带有浮动引脚的 IC 在规格范围内可能无法正常工作。 通常只有当IC器件或同一器件中的其他栅极不工作在饱和状态——输入或输出接近或在元件的电源轨内时,该IC才能满足指标要求。 仿真通常无法捕捉到这种情况,因为仿真模型一般不会将 IC 的多个部分连接在一起来模拟浮连接效应。