Progettazione PCB - Abilità di selezione del dispositivo PCB prima della progettazione PCB

1. Considerare la scelta dell'imballaggio del dispositivo

Nell'intera fase di disegno schematico PCB, devono essere prese in considerazione le decisioni sull'imballaggio del dispositivo e sul modello del terreno che devono essere prese nella fase di layout. Di seguito sono riportati alcuni suggerimenti che devono essere presi in considerazione quando si seleziona un dispositivo basato sul pacchetto dispositivo.

Ricorda, il pacchetto include i collegamenti elettrici del pad e le dimensioni meccaniche (X, Y e Z) del dispositivo PCB, cioè la forma del corpo del dispositivo e i pin che si collegano al PCB. Quando si seleziona un dispositivo, è necessario considerare eventuali restrizioni di montaggio o imballaggio che possono esistere sugli strati superiori e inferiori del PCB finale.

Alcuni dispositivi (come i condensatori polari) possono avere restrizioni elevate di headroom, che devono essere prese in considerazione nel processo di selezione del dispositivo. All'inizio della progettazione PCB, è possibile prima disegnare una forma di telaio di base del circuito stampato e quindi posizionare alcuni componenti grandi o critici di posizione (come connettori) che si prevede di utilizzare.

In questo modo, la vista prospettica virtuale del circuito stampato (senza cablaggio) può essere vista intuitivamente e rapidamente e il posizionamento relativo e l'altezza del dispositivo del circuito e dei componenti possono essere dati relativamente precisi. Ciò contribuirà a garantire che i componenti possano essere correttamente inseriti nell'imballaggio esterno (prodotti di plastica, telaio, telaio, ecc.) dopo che il PCB è stato assemblato. Attivare la modalità anteprima 3D dal menu Strumenti per sfogliare l'intero circuito stampato.

Il modello del terreno mostra la terra effettiva o tramite la forma del dispositivo saldato sul PCB. Questi modelli di rame sul PCB contengono anche alcune informazioni di base sulla forma. Le dimensioni del modello del terreno devono essere corrette per garantire la corretta saldatura e la corretta integrità meccanica e termica del dispositivo collegato.

Quando si progetta il layout PCB, è necessario considerare come verrà fabbricato il circuito stampato o come i pad saranno saldati se viene saldato manualmente. La saldatura a riflusso (il flusso viene fuso in un forno ad alta temperatura controllato) può gestire una vasta gamma di dispositivi di montaggio superficiale (SMD). La saldatura ad onda è generalmente utilizzata per saldare il lato opposto del circuito stampato per fissare i dispositivi a foro passante, ma può anche gestire alcuni dispositivi di montaggio superficiale posizionati sul retro del PCB.

Generalmente, quando si utilizza questa tecnologia, i dispositivi di montaggio superficiale inferiore devono essere disposti in una direzione specifica e per adattarsi a questo metodo di saldatura, i cuscinetti possono essere modificati.

La scelta dei dispositivi può essere modificata durante il processo di progettazione. Determinare quali dispositivi dovrebbero utilizzare fori placcati (PTH) e quali dovrebbero utilizzare la tecnologia di montaggio superficiale (SMT) all'inizio del processo di progettazione aiuterà la pianificazione generale del PCB. I fattori che devono essere considerati includono il costo del dispositivo, la disponibilità, la densità dell'area del dispositivo, il consumo energetico e così via.

Dal punto di vista della produzione di PCB, i dispositivi di montaggio superficiale sono generalmente più economici dei dispositivi a foro passante e generalmente hanno una maggiore disponibilità. Per progetti prototipi di piccole e medie dimensioni, è meglio scegliere dispositivi di montaggio superficiale più grandi o dispositivi a foro passante, che non solo facilitano la saldatura manuale, ma facilitano anche una migliore connessione di pad e segnali durante il controllo degli errori e il debug.

Se non c'è un pacchetto pronto nel database, di solito viene creato un pacchetto personalizzato nello strumento.

2. Utilizzare buoni metodi di messa a terra per la progettazione PCB

Assicurarsi che la progettazione PCB abbia condensatori bypass sufficienti e piani di terra. Quando si utilizza un circuito integrato, assicurarsi di utilizzare un condensatore di disaccoppiamento adatto vicino al terminale di alimentazione a terra (preferibilmente un piano di terra). La capacità appropriata del condensatore dipende dall'applicazione specifica, dalla tecnologia del condensatore e dalla frequenza di funzionamento. Quando il condensatore di bypass è posizionato tra i pin di alimentazione e di massa e posizionato vicino al pin IC corretto, la compatibilità elettromagnetica e la suscettibilità del circuito possono essere ottimizzate.

3. Allocare l'imballaggio del dispositivo virtuale

Stampa una fattura dei materiali (BOM) per controllare il dispositivo virtuale. Il dispositivo virtuale non ha alcun packaging associato e non verrà trasferito alla fase di layout. Creare una fattura di materiali e quindi visualizzare tutti i dispositivi virtuali nella progettazione.

Gli unici elementi dovrebbero essere segnali di alimentazione e terra, perché sono considerati dispositivi virtuali, che vengono elaborati solo nell'ambiente schematico e non saranno trasferiti alla progettazione del layout. A meno che non siano utilizzati a fini di simulazione, i dispositivi visualizzati nella parte virtuale dovrebbero essere sostituiti con dispositivi incapsulati.

4. Assicurarsi di avere dati completi della lista dei materiali

Verificare se ci sono dati sufficienti nel rapporto sulla fattura dei materiali. Dopo aver creato il rapporto sulla fattura dei materiali, è necessario controllare attentamente e completare le informazioni incomplete sul dispositivo, sul fornitore o sul produttore in tutte le voci del dispositivo.

5. Ordina in base all'etichetta del dispositivo

Per facilitare l'ordinamento e la visualizzazione della fattura dei materiali, assicurarsi che i numeri del dispositivo siano numerati consecutivamente.

6. Controllare il circuito di gate in eccesso

In generale, gli ingressi di tutti i cancelli ridondanti dovrebbero avere connessioni di segnale per evitare di penzolare i terminali di ingresso. Assicurarsi di aver controllato tutti i circuiti di gate ridondanti o mancanti e tutti i terminali di ingresso non collegati sono completamente collegati. In alcuni casi, se il terminale di ingresso è sospeso, l'intero sistema non può funzionare correttamente. Prendi l'amplificatore dual op che viene spesso utilizzato nel design.

Se nel dispositivo IC dual op amp viene utilizzato solo uno degli amplificatori op, si consiglia di utilizzare l'altro amplificatore op, o di mettere a terra l'ingresso dell'amplificatore op inutilizzato, e distribuire una rete di feedback appropriata per garantire che l'intero dispositivo possa funzionare normalmente.

In alcuni casi, gli IC con perni galleggianti potrebbero non funzionare correttamente all'interno dell'intervallo di specifiche. Di solito solo quando il dispositivo IC o altri cancelli nello stesso dispositivo non funzionano in uno stato saturo - l'ingresso o l'uscita sono vicini o nella guida di alimentazione del dispositivo, questo IC può soddisfare i requisiti di indice quando funziona. La simulazione PCB di solito non può catturare questa situazione, perché il modello di simulazione PCB generalmente non collega più parti del IC insieme per modellare l'effetto di connessione galleggiante.