這些PCB布局技巧可輕松創(chuàng)建元件焊盤幾何
重要要點(diǎn)
·了解設(shè)計(jì)人員可能遇到的元器件用地幾何形狀的問題
·確定如何正確構(gòu)建元器件封裝
·了解當(dāng)您使用自己的足跡庫(kù)時(shí)有哪些好處
我有一個(gè)叔叔，很多年前他同意幫我給我那輛破舊的汽車涂漆。不過(guò)，令我年輕的煩惱的是，我們花了數(shù)小時(shí)準(zhǔn)備汽車。然后，當(dāng)最有趣的部分到了，他進(jìn)行了所有的油漆噴涂。當(dāng)時(shí)我沒有意識(shí)到的是，他知道他正在用噴槍做什么，而我卻不知道。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)，他了解到目標(biāo)并非只是將油漆潑灑在汽車上，而是要擁有一輛油漆良好的汽車。
有時(shí)人們以相同的方式感知印刷電路板的布局。他們希望打開PCB數(shù)據(jù)庫(kù)，并開始放置元器件和布線網(wǎng)。但是問題是，如果在創(chuàng)建元件焊盤幾何圖形時(shí)沒有花費(fèi)大量時(shí)間，那么電路板布局可能會(huì)出現(xiàn)一些嚴(yán)重的錯(cuò)誤。讓我們看一下其中可能存在的問題，以及如何創(chuàng)建對(duì)PCB設(shè)計(jì)無(wú)誤差的良好元器件尺寸。
創(chuàng)建零部件用地幾何時(shí)應(yīng)避免的問題
有時(shí)，創(chuàng)建零部件用地的幾何形狀或覆蓋區(qū)是一項(xiàng)沒有得到應(yīng)有重視的任務(wù)。通常會(huì)匆忙創(chuàng)建足跡，將足跡分配給不熟悉需求的人，或者從未經(jīng)驗(yàn)證或過(guò)時(shí)的來(lái)源中提取足跡。元器件占位面積的產(chǎn)生應(yīng)被視為良好PCB布局的基礎(chǔ)，并且要按照嚴(yán)格的規(guī)格進(jìn)行構(gòu)建。總體目標(biāo)應(yīng)該是用良好的零件填充PCB庫(kù)，而不必?fù)?dān)心以后會(huì)更正錯(cuò)誤。如果在創(chuàng)建零部件用地的幾何圖形期間未采取適當(dāng)?shù)拇胧瑒t可能會(huì)發(fā)生以下一些問題：
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大量的斜率：過(guò)去，很多零件都是以“一種尺寸適合所有人”的心態(tài)建造的。例如，許多不同尺寸的通孔電容器使用了相同的元件輪廓形狀，其中一些比實(shí)際元件大得多。這種傾斜會(huì)導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)浪費(fèi)大量空間。
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太小：另一方面，輪廓線太小的元器件最終會(huì)給PCB組裝帶來(lái)很多問題。零件將太緊，無(wú)法自動(dòng)放置和插入，并且調(diào)試和維修困難。
焊盤間距：創(chuàng)建具有正確焊盤間距的零件對(duì)于元器件占位至關(guān)重要。不正確的間距可能會(huì)導(dǎo)致通孔零件的元器件插入問題，以及表面貼裝（SMT）零件的不良焊點(diǎn)。
焊盤尺寸：如果焊盤尺寸太大，則SMT部件過(guò)大會(huì)導(dǎo)致SMT零件從焊盤上浮起；如果焊盤尺寸太小，則錫焊效果不好。如果墊片太小，通孔零件可能會(huì)發(fā)生鉆孔破裂，而較大的墊片會(huì)占用空間，可用于布線或其他設(shè)計(jì)特征。
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有時(shí)，我們決定在原型板上使用未經(jīng)驗(yàn)證或不正確的封裝。原因是速度勝于質(zhì)量，組裝過(guò)程中任何問題都可以手動(dòng)糾正。盡管這種思路有其優(yōu)點(diǎn)，但確實(shí)存在著足跡不正確的電路板最終必須重新設(shè)計(jì)以用于生產(chǎn)運(yùn)行的事實(shí)。出于這個(gè)原因，最好在開始原型布局之前花一些額外的時(shí)間來(lái)使焊盤的幾何形狀正確。接下來(lái)，讓我們看一些構(gòu)建這些元器件幾何的技術(shù)。
OrCAD的Padstack Editor之類的工具可以極大地幫助您創(chuàng)建零部件的焊盤幾何形狀
從頭開始建立足跡
與電路板的布局一樣，您應(yīng)該首先從基礎(chǔ)開始，并從庫(kù)創(chuàng)建開始，這意味著從為元器件封裝提供良好的固態(tài)數(shù)據(jù)開始。通常，您可以在零件的制造商數(shù)據(jù)表中找到零件的幾何形狀信息以及零件的??尺寸和規(guī)格。另一個(gè)好的信息來(lái)源將是檢查有關(guān)元器件占用空間的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在IPC-7351標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)良好的開端，還有其他人。
接下來(lái)，您應(yīng)該專注于建立覆蓋區(qū)的焊盤形狀。您將首先需要查閱有關(guān)該器件所用引腳類型的數(shù)據(jù)表，然后為該引腳構(gòu)建正確的焊盤形狀。許多元器件的封裝也將具有多種引腳類型，例如連接器的安裝孔，這將需要其他焊盤形狀。構(gòu)造通孔墊時(shí)，請(qǐng)確保為它們分配正確的屬性以與多層板配合使用。
創(chuàng)建車身輪廓線是構(gòu)建覆蓋區(qū)的非常重要的部分，您將需要確保以零件的最大材料寬度創(chuàng)建輪廓。這樣，您將在組裝過(guò)程中在板上各部件之間留出正確的間距。這里有許多SMT分立元器件，它們具有相似的尺寸，因此您需要小心。同樣，請(qǐng)確保將每個(gè)零件創(chuàng)建為單獨(dú)的零件，并為其輪廓設(shè)置正確的尺寸。
最后，創(chuàng)建絲印輪廓，并添加參考標(biāo)記和其他文本標(biāo)記。您還將需要填寫所有必要的元器件屬性，例如高度，物料清單信息以及公司或制造商可能需要的其他任何內(nèi)容。您可能還需要包括工程圖和尺寸數(shù)據(jù)，并且應(yīng)為零件包括3D STEP模型。此時(shí)，您的元件焊盤幾何形狀應(yīng)已準(zhǔn)備好進(jìn)行布局。
PCB布局中使用的某些元件焊盤幾何形狀
使用設(shè)計(jì)工具的所有功能以獲得最佳結(jié)果
為了幫助您完成創(chuàng)建元器件封裝的任務(wù)，PCB設(shè)計(jì)工具中將包含一些非常有用的實(shí)用程序，包括：
尺寸標(biāo)注功能可用于創(chuàng)建符合其確切規(guī)格的輪廓線，以及將圖紙尺寸添加到模型以進(jìn)行驗(yàn)證。
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焊盤圖案生成器將為您完成大部分的封裝創(chuàng)建。當(dāng)您創(chuàng)建600引腳球柵陣列（BGA）時(shí)，這些功能特別有用。
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在線零件服務(wù)，其中包含圖紙，數(shù)據(jù)表，甚至為您的特定CAD系統(tǒng)提供完整的示意圖和STEP模型。這些節(jié)省了大量時(shí)間，并且由于數(shù)據(jù)通常是由元器件制造商提供的，因此您可以放心數(shù)據(jù)是正確的。
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小銘打樣SMT貼片：要構(gòu)建無(wú)誤差的元件焊盤幾何形狀，您需要一個(gè)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)具有我們已經(jīng)討論的內(nèi)置功能。
