Leiterplattentechnisch - So wählen Sie PCB-Komponenten

Die besten PCB-Design Methode: Sechs Dinge, die bei der Auswahl eines komponentenbasierten Pakets zu beachten sind. Alle Beispiele in diesem Artikel wurden unter Verwendung der Multisim Designumgebung entwickelt, Aber die gleichen Konzepte gelten auch bei verschiedenen EDA-Tools.

1. Betrachten Sie die Wahl der Komponentenverpackung

In der gesamten schematischen Zeichnungsphase sollten Sie die Komponentenverpackung und Landmuster Entscheidungen berücksichtigen, die in der Layoutphase getroffen werden müssen. Nachfolgend finden Sie einige Vorschläge, die bei der Auswahl von Komponenten auf Basis von Komponentenverpackungen berücksichtigt werden sollten.

Denken Sie daran, dass das Paket die elektrischen Pad-Verbindungen und die mechanischen Abmessungen (X, Y und Z) der Komponente enthält, das heißt die Form des Bauteilkörpers und die Pins, die mit der Leiterplatte verbunden sind. Bei der Auswahl von Komponenten müssen Sie etwaige Montage- oder Verpackungseinschränkungen berücksichtigen, die auf der oberen und unteren Schicht der endgültigen Leiterplatte bestehen können. Einige Komponenten (z. B. Polarkondensatoren) können hohe Kopfraumbeschränkungen aufweisen, die bei der Bauteilauswahl berücksichtigt werden müssen. Zu Beginn des 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 Komponentenhöhe 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 der angeschlossenen Komponenten zu gewährleisten. Bei der Gestaltung des Leiterplattenlayouts ist es notwendig zu 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 Oberflächenmontagekomponenten 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 Komponenten kann während des gesamten Designprozesses geändert werden. Determining which devices should use plated through holes (PTH) and which should use surface mount technology (SMT) early in the design process will help Leiterplattenlayout und Gesamtplanung. Zu den Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, gehören die Gerätekosten, Verfügbarkeit, Geräteflächendichte, Stromverbrauch, und so weiter. Aus Fertigungsperspektive, Surface-Mount-Geräte sind im Allgemeinen günstiger als Durchgangsloch-Geräte und haben in der Regel eine höhere Verfügbarkeit. Für kleine und mittlere Prototypenprojekte, Es ist am besten, größere Oberflächenmontagegeräte oder Durchgangsbohrgeräte zu wählen, die nicht nur das manuelle Löten erleichtern, aber auch eine bessere Verbindung von Pads und Signalen während der Fehlerprüfung und Debugging ermöglichen.

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

2. Verwenden Sie eine gute Erdungsmethode

Stellen Sie sicher, dass das 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. Virtuelle Komponentenpakete zuweisen

Drucken Sie eine Stückliste (Stückliste) für die Prüfung virtueller Komponenten. Virtuelle Komponenten haben keine zugehörige Verpackung und werden nicht in die Layoutphase übertragen. Erstellen Sie eine Stückliste, und zeigen Sie dann alle virtuellen Komponenten im Design an. Die einzigen Elemente sollten Strom- und Erdsignale sein, da sie als virtuelle Komponenten gelten, die nur in der schematischen Umgebung verarbeitet werden und nicht an das Layout-Design übertragen werden. Sofern nicht für Simulationszwecke verwendet, sollten die im virtuellen Teil angezeigten Komponenten durch gekapselte Komponenten ersetzt werden.

4. Stellen Sie sicher, dass Sie vollständige Stückliste Daten 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 Bauteileinträgen sorgfältig zu überprüfen und auszufüllen.

5. Sortieren nach Bauteiletikett

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

6. Überprüfen Sie auf redundante Gate-Schaltungen

Im Allgemeinen, in der Gestaltung von Leiterplattenhersteller, Alle redundanten Gate-Eingänge sollten Signalanschlüsse haben, um baumelnde Eingangsklemmen zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass Sie alle redundanten oder fehlenden Gate-Schaltungen überprüft haben, und alle nicht verdrahteten Eingangsklemmen sind vollständig angeschlossen. In einigen Fällen, wenn die Eingangsklemme angehalten ist, das gesamte System kann nicht korrekt funktionieren. Nehmen Sie den dualen OP-Verstärker, der oft im Design verwendet wird. Wenn nur einer der OP-Verstärker in den Dual-OP-Verstärker IC-Komponenten verwendet wird, Es wird empfohlen, entweder den anderen OP-Verstärker zu verwenden, oder den Eingang des ungenutzten OP-Verstärkers erden, and deploy a suitable unity gain (or other gain) ) Feedback network to ensure that the entire component can work normally.

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 in der Nähe oder in der Komponenten-Stromschiene ist, kann der IC die Indexanforderungen erfüllen, wenn es funktioniert. Simulation kann diese Situation normalerweise nicht erfassen, da das Simulationsmodell im Allgemeinen nicht mehrere Teile des IC miteinander verbindet, um den schwimmenden Verbindungseffekt zu modellieren.