Công nghệ PCB - Sáu lời khuyên để lựa chọn các yếu tố trong thiết kế PCB

Trong giai đoạn thiết kế PCB, có sáu điều bạn cần xem xét khi chọn gói linh kiện. Tất cả các ví dụ trong bài viết này đã được phát triển bằng cách sử dụng môi trường thiết kế Multisim, nhưng khái niệm tương tự vẫn được áp dụng ngay cả với các công cụ EDA khác nhau.

1. Xem xét lựa chọn bao bì thành phần

Trong suốt giai đoạn vẽ sơ đồ, bạn nên xem xét các quyết định đóng gói thành phần và bố cục đất cần được thực hiện trong giai đoạn bố trí. Dưới đây là một số gợi ý cần xem xét khi chọn một thành phần dựa trên gói thành phần.

Hãy nhớ rằng gói bao gồm kết nối pad điện của thành phần và kích thước cơ học (X, Y và Z), tức là hình dạng của thân chính của thành phần và các chân được kết nối với PCB. Khi chọn các thành phần, bạn sẽ muốn xem xét bất kỳ giới hạn cài đặt hoặc đóng gói nào có thể có ở trên cùng và dưới cùng của PCB cuối cùng. Một số thành phần, chẳng hạn như tụ điện phân cực, có thể có giới hạn khoảng không cao cần được xem xét trong quá trình lựa chọn thành phần.

Nếu không có gói sẵn sàng trong cơ sở dữ liệu, các gói tùy chỉnh thường được tạo trong công cụ.

2. Sử dụng phương pháp nối đất tốt

Đảm bảo thiết kế có đủ tụ điện bỏ qua và mặt phẳng nối đất. Khi sử dụng IC, hãy chắc chắn rằng bạn sử dụng tụ điện tách rời thích hợp gần đầu nguồn và mặt đất (tốt nhất là mặt phẳng mặt đất). Dung lượng thích hợp của tụ điện phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể, công nghệ tụ điện và tần số hoạt động. Khả năng tương thích điện từ và tốc độ từ hóa của mạch có thể được tối ưu hóa khi một tụ điện bypass được đặt giữa nguồn điện và chân nối đất và gần với chân IC chính xác.

3. Phân bổ các gói thành phần ảo

In danh sách BOM để kiểm tra các bộ phận ảo. Các thành phần ảo không có gói liên kết và không chuyển sang giai đoạn bố trí. Tạo bảng BOM và sau đó xem tất cả các thành phần ảo trong thiết kế của bạn. Các mục duy nhất nên là tín hiệu nguồn và mặt đất vì chúng được coi là các thành phần ảo chỉ được xử lý trong môi trường sơ đồ và không được truyền đến thiết kế bố cục. Trừ khi được sử dụng cho mục đích mô phỏng, các bộ phận được hiển thị trong các bộ phận ảo phải được thay thế bằng các bộ phận được đóng gói.

4. Đảm bảo có đầy đủ dữ liệu danh sách vật liệu

Kiểm tra xem có đủ dữ liệu trong báo cáo kiểm kê vật liệu hay không. Sau khi tạo báo cáo danh sách vật liệu, cần kiểm tra cẩn thận và điền thông tin thiết bị, nhà cung cấp hoặc nhà sản xuất không đầy đủ trong tất cả các mục nhập thành phần.

5. Sắp xếp theo nhãn thành phần

Để dễ dàng sắp xếp và xem danh sách vật liệu, hãy đảm bảo số thành phần được đánh số liên tục.

6. Kiểm tra mạch cửa dự phòng

Nói chung, đầu vào của tất cả các cửa dự phòng phải có kết nối tín hiệu để tránh các thiết bị đầu vào bị treo. Hãy chắc chắn rằng tất cả các mạch cổng dự phòng hoặc thiếu được kiểm tra và tất cả các thiết bị đầu vào không được kết nối đều được kết nối đầy đủ. Trong một số trường hợp, nếu cổng đầu vào bị treo, toàn bộ hệ thống sẽ không hoạt động đúng. Lấy ví dụ về bộ khuếch đại hoạt động kép thường được sử dụng trong thiết kế. Nếu chỉ có một bộ khuếch đại hoạt động được sử dụng trong thành phần IC của bộ khuếch đại hoạt động kép, nên sử dụng một bộ khuếch đại hoạt động khác hoặc nối đất đầu vào của bộ khuếch đại hoạt động không sử dụng và triển khai mạng phản hồi đơn vị tăng (hoặc lợi ích khác) thích hợp để đảm bảo toàn bộ thành phần có thể hoạt động chính xác.

Trong một số trường hợp, một IC có chân nổi có thể không hoạt động đúng trong phạm vi thông số kỹ thuật. Thông thường, IC chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu chỉ số tại thời điểm làm việc khi thiết bị IC hoặc các cổng khác trong cùng một thiết bị không hoạt động ở trạng thái bão hòa, đầu vào hoặc đầu ra gần hoặc ở đường ray nguồn của phần tử. Mô phỏng thường không nắm bắt được tình huống này vì các mô hình mô phỏng thường không liên kết nhiều phần của IC với nhau để mô hình hóa hiệu ứng kết nối nổi.

Trên đây là giới thiệu về sáu công nghệ được lựa chọn trong thiết kế bảng mạch PCB.