Technologie PCB - Comment choisir un composant PCB

La meilleure approche de conception de PCB: six choses à considérer lors du choix d'un package basé sur des composants. Tous les exemples de cet article ont été développés à l'aide de l'environnement de conception Multisim, mais le même concept s'applique même avec différents outils EDA.

1. Considérez le choix de l'emballage des composants

Tout au long de la phase de dessin schématique, vous devez tenir compte des décisions d'encapsulation des composants et du paysage terrestre que vous devez prendre pendant la phase de mise en page. Voici quelques conseils à prendre en compte lors du choix des composants en fonction de leur emballage.

Gardez à l'esprit que le boîtier comprend les connexions de Plots électriques et les dimensions mécaniques (X, y et z) du composant, c'est - à - dire la forme du corps du composant et les broches connectées au PCB. Lors du choix des composants, vous devez tenir compte des restrictions d'installation ou d'encapsulation qui peuvent exister dans les couches supérieure et inférieure du PCB final. Certains composants, tels que les condensateurs polaires, peuvent avoir des limites de dégagement élevées, qui doivent être prises en compte lors du processus de sélection des composants. Au début de la conception, vous pouvez d'abord dessiner une forme de base du cadre de la carte, puis placer certains des composants clés de grande taille ou de positionnement (tels que les connecteurs) que vous prévoyez d'utiliser. De cette façon, une vue virtuelle en perspective de la carte (sans câblage) peut être visualisée de manière intuitive et rapide, et la position relative et la hauteur du composant de la carte et du composant peuvent être données avec une précision relative. Cela aidera à s'assurer que les composants peuvent être correctement placés dans l'emballage extérieur (produits en plastique, châssis, châssis, etc.) après l'assemblage du PCB. Appelez le mode de prévisualisation 3D à partir du menu Outils pour parcourir toute la carte.

Le motif de Plot montre la forme réelle du plot ou du perçage du dispositif soudé sur le PCB. Ces motifs de cuivre sur PCB contiennent également des informations de forme de base. Les dimensions des pattes de Plots doivent être correctes pour assurer une soudure correcte ainsi qu'une intégrité mécanique et thermique correcte des composants connectés. Lors de la conception d'une disposition de PCB, il est nécessaire de réfléchir à la façon dont la carte sera fabriquée ou, si elle est soudée manuellement, comment les Plots seront soudés. Le soudage à reflux (fusion du flux dans un four à haute température contrôlé) peut traiter divers dispositifs montés en surface (SMd). Le soudage par ondulation est couramment utilisé pour souder la face arrière d'une carte de circuit imprimé afin de fixer un dispositif via, mais il peut également traiter certains composants montés en surface placés à l'arrière d'un PCB. D'une manière générale, lorsque cette technique est utilisée, le dispositif de montage fond - surface doit être disposé dans une direction particulière et des modifications des plots peuvent être nécessaires pour s'adapter à ce procédé de soudage.

Le choix des composants peut être modifié tout au long du processus de conception. Déterminer quels appareils devraient utiliser des trous métallisés (PTH) et quels appareils devraient utiliser la technologie de montage en surface (SMT) au début du processus de conception aidera à la mise en page et à la planification générale du PCB. Les facteurs à prendre en compte comprennent le coût de l'équipement, la disponibilité, la densité de la zone de l'équipement, la consommation d'énergie, etc. du point de vue de la fabrication, les appareils montés en surface sont généralement moins chers que les appareils à trous traversants et ont généralement une plus grande disponibilité. Pour les projets de prototypage de petite et moyenne taille, il est préférable de choisir un dispositif de montage en surface plus grand ou un dispositif de trou traversant, ce qui est bénéfique non seulement pour le soudage manuel, mais également pour une meilleure connexion des plots et des signaux lors de la vérification des erreurs et de la mise en service.

S'il n'y a pas de packages prêts à l'emploi dans la base de données, des packages personnalisés sont généralement créés dans l'outil.

2. Utilisez une bonne méthode de mise à la terre

Assurez - vous que la conception a suffisamment de condensateurs de dérivation et un plan de masse. Lorsque vous utilisez un circuit intégré, assurez - vous d'utiliser un condensateur de découplage approprié à la masse (de préférence un plan de masse) près des bornes d'alimentation. La capacité appropriée d'un condensateur dépend de l'application spécifique, de la technologie du condensateur et de la fréquence de fonctionnement. La compatibilité électromagnétique et la susceptibilité magnétique du circuit peuvent être optimisées lorsque le condensateur de dérivation est placé entre la broche d'alimentation et la broche de masse et à proximité de la broche IC correcte.

3. Attribuer des packages de composants virtuels

Imprimez la table Bom pour vérifier les pièces virtuelles. Les composants virtuels n'ont pas de Packaging associé et ne sont pas transférés à la phase de mise en page. Créez une table Bom, puis affichez tous les composants virtuels de votre design. Les seuls éléments devraient être les signaux d'alimentation et de mise à la terre, car ils sont considérés comme des composants virtuels qui ne sont traités que dans un environnement schématique et ne sont pas transmis à la conception de la mise en page. À moins qu'ils ne soient utilisés à des fins de simulation, les composants affichés dans les pièces virtuelles doivent être remplacés par des composants encapsulés.

4. Assurez - vous que vous avez des données complètes de liste de matériaux

Vérifiez s'il y a suffisamment de données dans le rapport d'inventaire des matériaux. Une fois que vous avez créé un rapport de liste de matériaux, il est nécessaire de vérifier soigneusement et de remplir toutes les entrées de composants avec des informations incomplètes sur l'équipement, le fournisseur ou le fabricant.

5. Trier selon l'étiquette du composant

Pour faciliter le tri et la visualisation de la liste des matériaux, assurez - vous que les numéros de pièces sont numérotés de manière continue.

6. Vérifiez le circuit de porte redondant

En général, dans la conception d'un fabricant de PCB, toutes les entrées de porte redondantes devraient avoir une connexion de signal pour éviter que les bornes d'entrée ne soient suspendues. Assurez - vous que tous les circuits de grille redondants ou manquants sont vérifiés et que toutes les bornes d'entrée non connectées sont entièrement connectées. Dans certains cas, si la borne d'entrée est suspendue, l'ensemble du système ne fonctionne pas correctement. Prenons l'exemple d'un amplificateur opérationnel double souvent utilisé dans la conception. Si un seul amplificateur opérationnel est utilisé dans un composant IC à double amplificateur opérationnel, il est recommandé d'utiliser un autre ampère opérationnel ou de mettre à la masse l'entrée de l'amplificateur opérationnel inutilisé et de déployer un réseau de retour de gain unitaire (ou autre gain) approprié pour s'assurer que l'ensemble du composant peut fonctionner correctement.

Dans certains cas, les IC avec des broches flottantes peuvent ne pas fonctionner correctement dans les spécifications. En général, un ci ne peut répondre aux exigences de l'indicateur lorsqu'il est en fonctionnement que si le dispositif IC ou d'autres portes dans le même dispositif ne fonctionnent pas à saturation et que l'entrée ou la sortie est proche ou sur le rail d'alimentation du composant. La simulation ne parvient généralement pas à saisir cette situation, car les modèles de simulation ne relient généralement pas plusieurs parties de l'IC pour modéliser l'effet de connexion flottante.