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PCB土地模式

关键的外卖

  • 地形:构成陆地格局的标准特征

  • 土地格局创造的替代方法。

  • 创建土地模式时应遵循的步骤,以尽量减少重复工作和翻译制造商数据时出错的机会。

未填充的微波电路视图

精心设计和清晰的PCB土地模式导致一个功能板,易于阅读

可重复设计侧重于将尽可能小的设计元素雾化,以便在需要时可以在许多不同的项目中重用它们。在电子系统设计领域,这采用PCB平面图形的形式,它概述了电路板上部件的接口位置,并提供了部件形状的一些一般轮廓。

对精确的接地模式的需求是不可否认的:电气性能和长期可靠性取决于正确的焊锡角(或其他形式),PCB的互连性质意味着一个组件的故障可能会级联到其他地方,在某些情况下可能会导致灾难性故障。即使在不那么灾难性的情况下,不恰当的地面模式设计也会导致痛苦的故障排除和完全的电路板重新设计。对于任何设计团队来说,了解土地模式的特征以及如何最好地组织他们的创作以减少重复工作是关键。

PCB用地模式分析

PCB平面图

芯片着陆模式的简化图像

PCB地面图案可能会占用电路板设计的一小部分,但没有比由于不正确的地面图案引起的焊接问题而拒绝电路板更糟糕的感觉了。作为板子和构件之间的界面,地面图案代表了一个至关重要的连接点。符合制造商数据表的土地模式(允许进行一些改变以支持装配过程)支持性能和可靠性,而不正确的土地模式则是一种损害。

土地模式由几个核心元素组成,传达部分信息:

  • 垫,板和部件之间的机械和电气连接区域。这些可以以表面贴装器件(SMD)外层蚀刻铜的形式出现,也可以用于通孔(TH)技术的钻孔和电镀孔。可能存在用于热目的的包含通孔的衬垫,但是布局通常更好通过在电路板级别而不是组件级别包含这些。衬垫是接地模式最重要的特征,任何与制造商规格的无意偏差都可能导致组件无法焊接下来,或者更隐蔽地失去连接,最终完全从板上分离。
  • 部件主体-主体表示安装后部件的物理范围。机身尺寸可以从简单的芯片封装(只占据衬垫之间的一小块区域)到连接器插座(扩展到板边缘,以便于与插头匹配)不等。虽然地面图案是分配给电路板上组件的2D空间,但其垂直高度可能对外壳或垂直连接器很重要。制造商提供的3D车身文件可以利用组件的车身形状来提供组装的3D视图,重要的是,可以作为车身尺寸的二次检查。
  • 地方约束——有时也被称为庭院,这个艺术品层代表为每个组件提供的“呼吸空间”,以防止过度拥挤和任何导致的可焊性问题,特别是返工。适当的间距还可以通过分别改善气流和增加导体气隙来帮助防止热性能和电性能问题。
  • 孔槽-并不是每个钻孔的部件都支持电气连接:根据部件的大小,可能会提供额外的销子或销子来辅助机械支撑。引脚也可以用来防止一些可逆部件的反向安装。
  • 丝网印刷-引脚1指示器,极性标记,参考指示器和其他可视化项目,以帮助PCBA的组装和诊断错误的可读性。

在更大的PCB设计流程中实现土地模式

PCB平面图形创建

一个方便的图表,以确定如何接近土地格局的创建

创造土地模式的过程有很大的不同。设计团队的规模可能是决定如何进行土地格局创作的最重要因素:

  • 较小的团队可能有单独的布局人员创造他们的部分。
  • 较大的团队可能有一个专门的部件创建者,称为图书管理员,它专门处理部件创建。
  • 更大的团队可以补充图书馆员的工作零件创建服务,通常用于更复杂的土地模式或定制设计。或者,设计团队可能更喜欢一个全面的解决方案,而不是通过外部承包商来维护库。

无论如何实现,设计团队都应该遵循以下几个简单的步骤来创建部件:

  1. 检查中央图书馆查看该部件是否已经创建。这个图书馆应该是用来仅限验证部件减少重复工作所花费的时间。如果做不到这一点,匹配的土地模式可能来自旧的设计,前提是没有组装问题,但设计师应该采取“信任但验证”的心态。

  2. 定位数据表,由工程团队提供。如果没有提供数据表,则可以使用在线存储库,包括制造商的网站。制造商甚至可以提供土地模式本身。

  3. 该部件是标准包装结构吗?如果是这样,它可能可以用向导工具它将接受制造商的规格并输出一个土地模式。

  4. 可能需要更复杂的组件手工部件创建。这是最复杂的部件创建方法,也带有最高的错误风险。如果适用,设计师应该适应经核实的土地格局为了尽量减少需要完成的新工作。例如,一个新的连接器可能只需要增加/删除一些引脚,并调整到封装体,或者在使用相同孔和衬垫大小的水平和垂直连接器之间进行交换。

没有验证,土地格局的创建是不完整的:一个不正确的土地格局可以很容易地需要重新设计的董事会。内部验证流程应侧重于匹配关键测量,如衬垫和孔尺寸/位置、间距、组件本体以及到板边缘的距离(如适用)。误用的地方边界和丝印信息不太可能产生影响焊锡工艺但可在设计规则检查中标记误报或由于向后安装而导致操作失败。由于这些原因,不应使用未经核实的土地格局。

使用全面的ECAD工具限制返工和修订

PCB接地模式表示裸板和组件之间的重叠,如果不采用适当的最佳实践,可能会导致制造错误或缩短现场服务。土地模式验证需要制定严格的检查,以防止缺陷的产生,但更全面的板级缺陷检测也是必要的,以避免在生产过程中产生额外的成本。抑扬顿挫的PCB设计与分析约束管理器等工具支持用户使用可定制的DFM,并与OrCAD PCB Designer

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