Teknik PCB - Bagaimana untuk memilih komponen PCB

Kaedah reka PCB terbaik: Enam perkara yang perlu dipertimbangkan bila memilih pakej berdasarkan komponen. Semua contoh dalam artikel ini telah dikembangkan menggunakan persekitaran reka Multisim, tetapi konsep yang sama masih berlaku walaupun dengan alat EDA yang berbeza.

1. Anggap pilihan pakej komponen

Dalam keseluruhan tahap lukisan skematik, anda patut pertimbangkan keputusan pakej komponen dan corak tanah yang perlu dibuat dalam tahap bentangan. Beberapa cadangan untuk dipertimbangkan bila memilih komponen berdasarkan pakej komponen diberi di bawah.

Ingat, pakej termasuk sambungan pad elektrik dan dimensi mekanik (X, Y, dan Z) komponen, iaitu, bentuk tubuh komponen dan pin yang menyambung ke PCB. Apabila memilih komponen, anda perlu mempertimbangkan sebarang keterangan pemasangan atau pakej yang mungkin wujud pada lapisan atas dan bawah PCB akhir. Beberapa komponen (seperti kondensator kutub) mungkin mempunyai keterangan tinggi bilik kepala, yang perlu dianggap dalam proses pemilihan komponen. Pada permulaan rancangan, and a boleh terlebih dahulu melukis bentuk bingkai papan sirkuit as as, dan kemudian meletakkan beberapa komponen besar atau kritik kedudukan (seperti sambungan) yang anda rancangkan untuk digunakan. Dengan cara ini, pandangan perspektif maya papan sirkuit (tanpa kabel) boleh dilihat secara intuitif dan cepat, dan posisi relatif dan tinggi komponen papan sirkuit dan komponen boleh diberikan relatif tepat. Ini akan membantu memastikan bahawa komponen boleh ditempatkan dengan betul dalam pakej luar (produk plastik, chassis, chassis, dll.) selepas PCB dikumpulkan. Panggil mod pratonton 3D dari menu Alat untuk melayar seluruh papan sirkuit.

Corak tanah menunjukkan tanah sebenar atau melalui bentuk peranti tentera pada PCB. Corak tembaga ini pada PCB juga mengandungi beberapa maklumat bentuk asas. Saiz corak tanah perlu betul untuk memastikan tentera yang betul dan integriti mekanik dan panas yang betul bagi komponen yang tersambung. Apabila merancang bentangan PCB, perlu mempertimbangkan bagaimana papan sirkuit akan dihasilkan, atau bagaimana pads akan ditetapkan jika ia ditetapkan secara manual. Penyelidikan semula (aliran dicair dalam kilang suhu tinggi yang dikawal) boleh mengendalikan julat luas peranti lekap permukaan (SMD). Penyelidikan gelombang biasanya digunakan untuk menyelidiki sisi belakang papan sirkuit untuk memperbaiki peranti melalui lubang, tetapi ia juga boleh mengendalikan beberapa komponen lekap permukaan yang ditempatkan di belakang PCB. Secara umum, apabila menggunakan teknologi ini, peranti lekap permukaan bawah mesti diatur dalam arah tertentu, dan untuk menyesuaikan kepada kaedah tentera ini, pads mungkin perlu diubahsuai.

Pilihan komponen boleh diubah sepanjang proses desain. Menentukan peranti mana yang patut digunakan melalui lubang (PTH) dan yang patut menggunakan teknologi lekap permukaan (SMT) awal dalam proses desain akan membantu bentangan PCB dan rancangan keseluruhan. Faktor yang perlu dianggap termasuk kos peranti, kesediaan, ketepatan kawasan peranti, penggunaan kuasa, dan sebagainya. Dari perspektif penghasilan, peranti penyelesaian permukaan biasanya lebih murah daripada peranti melalui lubang dan biasanya mempunyai kesediaan yang lebih tinggi. Untuk projek prototip skala kecil dan tengah, lebih baik memilih peranti lekap permukaan yang lebih besar atau peranti lubang melalui, yang tidak hanya memudahkan penyelamatan manual, tetapi juga memudahkan sambungan yang lebih baik pads dan isyarat semasa memeriksa ralat dan menyahpepijat.

Jika tiada pakej siap-dibuat dalam pangkalan data, pakej suai biasanya dicipta dalam alat.

2. Guna kaedah pendaratan yang baik

Pastikan rancangan mempunyai kapasitor bypass dan pesawat tanah yang cukup. Apabila menggunakan sirkuit terintegrasi, pastikan menggunakan kondensator pemisahan yang sesuai dekat terminal kuasa ke tanah (lebih baik pesawat tanah). Kapasiti yang sesuai kondensator bergantung pada aplikasi khusus, teknologi kondensator dan frekuensi operasi. Apabila kondensator bypass ditempatkan diantara kekuatan dan pin tanah dan ditempatkan dekat pin IC yang betul, kompatibilitas elektromagnetik dan kelemahan sirkuit boleh optimum.

3. Jadikan pakej komponen maya

Cetak bil bahan (BOM) untuk memeriksa komponen maya. Komponen maya tidak mempunyai pakej berkaitan dan tidak akan dipindahkan ke tahap bentangan. Cipta bil bahan, kemudian lihat semua komponen maya dalam rancangan. Satu-satunya item seharusnya adalah isyarat kuasa dan tanah, kerana ia dianggap komponen maya, yang hanya diproses dalam persekitaran skematik dan tidak akan dihantar ke desain bentangan. Kecuali digunakan untuk tujuan simulasi, komponen yang dipaparkan dalam bahagian maya patut diganti dengan komponen terkumpul.

4. Pastikan anda mempunyai fail data bahan lengkap

Periksa sama ada ada data yang cukup dalam laporan bil bahan. Selepas mencipta laporan bil bahan, perlu periksa dengan hati-hati dan selesaikan maklumat peranti, penyedia atau pembuat yang tidak lengkap dalam semua masukan komponen.

5. Isih mengikut label komponen

Untuk memudahkan pengisihan dan paparan bil bahan, pastikan nombor komponen dihitung secara berturut-turut.

6. Periksa untuk sirkuit gerbang yang berlebihan

Secara umum, dalam rancangan penghasil PCB, semua input pintu yang berlebihan sepatutnya mempunyai sambungan isyarat untuk menghindari terminal input berbahaya. Pastikan anda telah memeriksa semua sirkuit pintu yang berlebihan atau hilang, dan semua terminal input tidak wayar telah tersambung sepenuhnya. Dalam beberapa kes, jika terminal input ditangguh, seluruh sistem tidak dapat berfungsi dengan betul. Ambil dual op amp yang sering digunakan dalam desain. Jika hanya salah satu amps op digunakan dalam komponen op amp IC dua, ia dicadangkan untuk sama ada menggunakan op amp yang lain, atau mendarat input op amp yang tidak digunakan, dan menggunakan rangkaian balas unit yang sesuai (atau keuntungan lain) untuk memastikan seluruh komponen boleh berfungsi secara biasa.

Dalam beberapa kes, ICs dengan pins mengapung mungkin tidak berfungsi dengan betul dalam julat spesifikasi. Biasanya hanya apabila peranti IC atau gerbang lain dalam peranti yang sama tidak berfungsi dalam keadaan ketepuan, input atau output dekat dengan atau dalam kereta kuasa komponen, IC boleh memenuhi keperluan indeks apabila ia berfungsi. Simulasi biasanya tidak dapat menangkap situasi ini, kerana model simulasi biasanya tidak menyambung bahagian-bahagian IC berbilang bersama-sama untuk model kesan sambungan mengapung.