Elektronisches Design - Fähigkeiten der PCB-Geräteauswahl vor dem PCB-Design

1. Betrachten Sie die Wahl der Geräteverpackung

In der gesamten Schaltplan-Zeichnungsphase der Leiterplatte sollten die Geräteverpackung und Landmuster-Entscheidungen berücksichtigt werden, die in der Layoutphase getroffen werden müssen. Im Folgenden finden Sie einige Vorschläge, die bei der Auswahl eines Geräts basierend auf dem Gerätepaket berücksichtigt werden müssen.

Denken Sie daran, dass das Paket die elektrischen Pad-Anschlüsse und die mechanischen Abmessungen (X, Y und Z) des PCB-Geräts enthält, d. h. die Form des Gerätekörpers und die Pins, die mit der Leiterplatte verbunden sind. Bei der Auswahl eines Geräts müssen Sie etwaige Montage- oder Verpackungseinschränkungen berücksichtigen, die auf der oberen und unteren Schicht der endgültigen Leiterplatte bestehen können.

Einige Geräte (z. B. Polarkondensatoren) haben möglicherweise hohe Kopfraumbeschränkungen, die bei der Geräteauswahl berücksichtigt werden müssen. Zu Beginn des PCB-Designs können Sie zuerst eine grundlegende Leiterplattenrahmenform zeichnen und dann einige große oder positionskritische Komponenten (wie Steckverbinder) platzieren, die Sie verwenden möchten.

Auf diese Weise kann die virtuelle perspektivische Ansicht der Leiterplatte (ohne Verkabelung) intuitiv und schnell gesehen werden, und die relative Positionierung und Gerätehöhe der Leiterplatte und Komponenten können relativ genau angegeben werden. Dies hilft sicherzustellen, dass die Komponenten nach der Montage der Leiterplatte ordnungsgemäß in die Außenverpackung (Kunststoffprodukte, Chassis, Chassis usw.) gelegt werden können. Rufen Sie den 3D-Vorschaumodus aus dem Menü Extras auf, um die gesamte Leiterplatte zu durchsuchen.

Das Landmuster zeigt das tatsächliche Land oder die Form des gelöteten Gerätes auf der Leiterplatte. Diese Kupfermuster auf der Leiterplatte enthalten auch einige grundlegende Forminformationen. Die Größe des Landmusters muss korrekt sein, um korrektes Löten und die korrekte mechanische und thermische Integrität des angeschlossenen Geräts zu gewährleisten.

Bei der Gestaltung des PCB-Layouts müssen Sie berücksichtigen, wie die Leiterplatte hergestellt wird oder wie die Pads gelötet werden, wenn sie manuell gelötet wird. Reflow-Löten (das Flussmittel wird in einem kontrollierten Hochtemperaturofen geschmolzen) kann eine Vielzahl von Oberflächenmontagegeräten (SMD) verarbeiten. Wellenlöten wird im Allgemeinen verwendet, um die Rückseite der Leiterplatte zu löten, um Durchgangslochgeräte zu reparieren, aber es kann auch einige Oberflächenmontagegeräte handhaben, die auf der Rückseite der Leiterplatte platziert sind.

Im Allgemeinen müssen bei Verwendung dieser Technologie die Unterflächenmontagegeräte in einer bestimmten Richtung angeordnet sein, und um sich an diese Lötverfahren anzupassen, müssen die Pads möglicherweise modifiziert werden.

Die Auswahl der Geräte kann während des gesamten Designprozesses geändert werden. Die Bestimmung, welche Geräte PTH (platted through holes) und welche SMT (surface mount technology) zu Beginn des Designprozesses verwenden sollten, hilft bei der Gesamtplanung der Leiterplatte. Zu den Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, gehören Gerätekosten, Verfügbarkeit, Geräteflächendichte, Stromverbrauch usw.

Aus der Perspektive der Leiterplattenherstellung sind Oberflächenmontagegeräte im Allgemeinen billiger als Durchgangslochgeräte und haben in der Regel eine höhere Verfügbarkeit. Für kleine und mittlere Prototypenprojekte ist es am besten, größere Oberflächenmontagegeräte oder Durchgangslochgeräte zu wählen, die nicht nur das manuelle Löten erleichtern, sondern auch eine bessere Verbindung von Pads und Signalen während der Fehlerprüfung und Fehlerbehebung ermöglichen.

Wenn kein fertiges Paket in der Datenbank vorhanden ist, wird in der Regel ein benutzerdefiniertes Paket im Tool erstellt.

2. Verwenden Sie gute Erdungsmethoden für PCB-Design

Stellen Sie sicher, dass das PCB-Design über ausreichende Bypass-Kondensatoren und Masseebenen verfügt. Achten Sie bei Verwendung eines integrierten Schaltkreises darauf, einen geeigneten Entkopplungskondensator in der Nähe des Stromanschlusses zur Masse (vorzugsweise eine Masseebene) zu verwenden. Die entsprechende Kapazität des Kondensators hängt von der spezifischen Anwendung, der Kondensatortechnik und der Betriebsfrequenz ab. Wenn der Bypass-Kondensator zwischen den Strom- und Massepunkten platziert und nahe am richtigen IC-Pin platziert wird, kann die elektromagnetische Verträglichkeit und Empfindlichkeit der Schaltung optimiert werden.

3. Zuweisung virtueller Gerätepakete

Drucken Sie eine Stückliste (Stückliste), um das virtuelle Gerät zu überprüfen. Das virtuelle Gerät hat keine zugehörige Verpackung und wird nicht in die Layoutphase übertragen. Erstellen Sie eine Stückliste, und zeigen Sie dann alle virtuellen Geräte im Design an.

Die einzigen Elemente sollten Strom- und Erdsignale sein, da sie als virtuelle Geräte gelten, die nur in der schematischen Umgebung verarbeitet werden und nicht in das Layout-Design übertragen werden. Sofern nicht für Simulationszwecke verwendet, sollten die im virtuellen Teil angezeigten Geräte durch gekapselte Geräte ersetzt werden.

4. Stellen Sie sicher, dass Sie vollständige Materiallistendaten haben

Prüfen Sie, ob in der Stückliste genügend Daten vorhanden sind. Nach Erstellung des Stücklisten-Berichts ist es notwendig, die unvollständigen Geräte-, Lieferanten- oder Herstellerinformationen in allen Geräteeinträgen sorgfältig zu überprüfen und auszufüllen.

5. Sortieren nach Geräteetikett

Um die Sortierung und Anzeige der Stückliste zu erleichtern, stellen Sie sicher, dass die Gerätenummern nacheinander nummeriert sind.

6. Überprüfen Sie die Überschusstorschaltung

Generell sollten die Eingänge aller redundanten Gates Signalanschlüsse haben, um ein Hängen der Eingangsklemmen zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass Sie alle redundanten oder fehlenden Gate-Schaltungen überprüft haben und alle nicht verdrahteten Eingangsklemmen vollständig angeschlossen sind. In einigen Fällen kann bei angehaltetem Eingangsterminal das gesamte System nicht korrekt funktionieren. Nehmen Sie den dualen OP-Verstärker, der oft im Design verwendet wird.

Wenn nur einer der OP-Verstärker im Dual-OP-Verstärker-IC-Gerät verwendet wird, wird empfohlen, entweder den anderen OP-Verstärker zu verwenden oder den Eingang des nicht verwendeten OP-Verstärkers zu erden und ein geeignetes Unity Gain (oder andere Verstärkung) Feedback-Netzwerk einzusetzen, um sicherzustellen, dass das gesamte Gerät normal arbeiten kann.

In einigen Fällen funktionieren ICs mit schwimmenden Pins möglicherweise nicht ordnungsgemäß innerhalb des Spezifikationsbereichs. Normalerweise nur, wenn das IC-Gerät oder andere Gates im gleichen Gerät nicht in einem gesättigten Zustand arbeiten – der Eingang oder Ausgang befindet sich in der Nähe oder in der Stromschiene des Geräts, kann dieser IC die Indexanforderungen erfüllen, wenn es funktioniert. PCB-Simulation kann diese Situation normalerweise nicht erfassen, da das PCB-Simulationsmodell im Allgemeinen nicht mehrere Teile des IC miteinander verbindet, um den schwimmenden Verbindungseffekt zu modellieren.