這些PCB布局技巧可輕松創(chuàng)建元件焊盤幾何
重要要點
·了解設(shè)計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時有哪些好處
我有一個叔叔，很多年前他同意幫我給我那輛破舊的汽車涂漆。不過，令我年輕的煩惱的是，我們花了數(shù)小時準(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)時我沒有意識到的是，他知道他正在用噴槍做什么，而我卻不知道。通過經(jīng)驗，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，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沒有花費大量時間，那么電路板布局可能會出現(xiàn)一些嚴(yán)重的錯誤。讓我們看一下其中可能存在的問題，以及如何創(chuàng)建對PCB設(shè)計無誤差的良好元器件尺寸。
創(chuàng)建零部件用地幾何時應(yīng)避免的問題
有時，創(chuàng)建零部件用地的幾何形狀或覆蓋區(qū)是一項沒有得到應(yīng)有重視的任務(wù)。通常會匆忙創(chuàng)建足跡，將足跡分配給不熟悉需求的人，或者從未經(jīng)驗證或過時的來源中提取足跡。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，而不必?fù)?dān)心以后會更正錯誤。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可能會發(fā)生以下一些問題：
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大量的斜率：過去，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，其中一些比實際元件大得多。這種傾斜會導(dǎo)致PCB設(shè)計浪費大量空間。
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太小：另一方面，輪廓線太小的元器件最終會給PCB組裝帶來很多問題。零件將太緊，無法自動放置和插入，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于元器件占位至關(guān)重要。不正確的間距可能會導(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。
焊盤尺寸：如果焊盤尺寸太大，則SMT部件過大會導(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，通孔零件可能會發(fā)生鉆孔破裂，而較大的墊片會占用空間，可用于布線或其他設(shè)計特征。
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有時，我們決定在原型板上使用未經(jīng)驗證或不正確的封裝。原因是速度勝于質(zhì)量，組裝過程中任何問題都可以手動糾正。盡管這種思路有其優(yōu)點，但確實存在著足跡不正確的電路板最終必須重新設(shè)計以用于生產(chǎn)運行的事實。出于這個原因，最好在開始原型布局之前花一些額外的時間來使焊盤的幾何形狀正確。接下來，讓我們看一些構(gòu)建這些元器件幾何的技術(shù)。
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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。另一個好的信息來源將是檢查有關(guān)元器件占用空間的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在IPC-7351標(biāo)準(zhǔn)是一個良好的開端，還有其他人。
接下來，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，請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，請確保將每個零件創(chuàng)建為單獨的零件，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，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)計工具中將包含一些非常有用的實用程序，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，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)建無誤差的元件焊盤幾何形狀，您需要一個PCB設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)具有我們已經(jīng)討論的內(nèi)置功能。
