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凡亿专栏 | 封装选错了,布线再漂亮也装不上
封装选错了,布线再漂亮也装不上
封装选错了,布线再漂亮也装不上

网上找到了一个同样脚数的封装,名字也差不多,能不能直接放进PCB?先别急。封装不只是屏幕上的一个外框,它同时约定了焊盘的位置、编号,以及器件如何落到板上。脚数相同,未必装得下;外形相似,也未必接得对。对刚开始画板的人,最有用的不是背下一长串封装缩写,而是建立两条独立的检查线:电气上,每个功能脚有没有接到正确焊盘;机械上,买到的实物能不能按预期装配。两条都走通,布线才有可靠的起点。

SOIC转DIP适配板用不同的焊盘排列连接不同封装。图1:SOIC转DIP适配板用不同的焊盘排列连接不同封装。先确认买的是哪个完整型号

拿到芯片名称时,先问一句:这只是器件系列,还是可以下单的完整料号?同一系列可能有不同封装、温度等级和包装形式。后缀往往包含重要信息,但不同厂商的命名方法并不通用,不能凭经验猜。应在原厂手册或订购信息中,把完整料号对应到明确的封装名称和封装图。

再看库文件。一个叫“八脚芯片”的封装,至少没有告诉你它是直插还是贴片、两排脚有多远、引脚间距是多少。即使名字写着DIP或SOIC,也要继续看具体尺寸版本。图1的适配板正说明了这件事:电路可以借助走线把两种排列连接起来,但两种封装并不是同一个物理对象。

这里值得保留一条记录:完整料号、厂商、手册版本、选用的库名称。以后采购替代器件或别人接手设计时,才知道这个封装当初为什么能用,而不是只剩下一句“网上下载的”。双列直插器件的实物外形;同样是两排引脚,也不能只按脚数选封装。图2:双列直插器件的实物外形;同样是两排引脚,也不能只按脚数选封装。把功能脚、符号编号和焊盘号连起来

原理图符号负责表达电路关系,PCB封装负责描述板上的焊盘。软件通常依靠引脚号与焊盘号建立对应,不能因为符号画得好看,就默认映射正确。电源、地、输入、输出这些功能,必须能从手册一路追到符号,再追到PCB焊盘。

图3给出了741八脚封装的顶视引脚示例。此时要同时看缺口或定位标记、数字编号和功能名称。顶视图是从器件上方往下看;如果误把底视图当顶视图,左右关系就可能反过来。不要只记“左上角是一脚”,要先确认这张图究竟从哪一面观察。

一个好用的检查办法,是把每个引脚写成一行:手册中的功能与编号、符号中的编号、封装中的焊盘号。逐行对应完,再检查未连接脚和特殊焊盘是否有明确说明。软件检查能发现一部分连接错误,却不能替你证明库里的编号最初就画对了。741八脚封装的顶视引脚示例,缺口、编号与功能需要一起核对。图3:741八脚封装的顶视引脚示例,缺口、编号与功能需要一起核对。尺寸要核对,空间也要留出来

电气关系正确之后,再检查机械装配。优先对照原厂封装尺寸图,查看引脚间距、两排或多排引脚的跨度、本体外形,以及焊接端子的形状。单位尤其容易被忽略:毫米与英寸不能混看,尺寸标注中的最小值、最大值也不能随手当成同一个数。

图4中的四边引脚器件,直观看起来只是一圈密集引脚。真正决定能否装配的,却是具体的间距、外形和焊盘安排。封装尺寸图描述器件本身,推荐焊盘图描述板上如何承接器件,两者用途不同;有推荐焊盘时,应结合具体工艺核对,而不是把器件金属脚的轮廓原样当作焊盘。

还要把视线移到器件周围。连接器有没有插拔空间,高器件会不会顶住外壳,后续焊接和返修能不能接近?这些不一定都能被普通电气规则检查发现。对于第一块板,尽早与装配方确认特殊器件,比等到板子回来再想办法更有效。四边引脚封装的实物,密集引脚更需要逐项核对间距与外形。图4:四边引脚封装的实物,密集引脚更需要逐项核对间距与外形。做一次小核验,再开始大面积布线

检查封装不必一上来就搭建复杂流程。可以先挑本次最容易出错的器件,例如新建库的芯片、连接器或准备替代的物料,按“身份—编号—方向—尺寸”核对。不要用别的器件验证通过,推断整块板所有封装都可靠。

如果已有实物,可以把板上封装按真实比例打印出来,先确认打印软件没有自动缩放,再用已知尺寸复核比例。把实物放上去比对外形和引脚位置,能帮助发现明显错误。但纸面对照不能证明焊接质量,也不能替代尺寸公差、推荐焊盘与制造要求的检查。

最后,把发现的问题改回库和记录,而不只是在当前PCB里临时挪几个焊盘。否则下一个项目仍可能调用旧错误。图5把两条检查线放在一起:电气映射回答“接得对不对”,机械装配回答“放得上、装得好吗”。这是两个问题,不能用其中一个代替另一个。封装核对要同时连通电气映射与机械尺寸两条检查线。图5:封装核对要同时连通电气映射与机械尺寸两条检查线。

封装核对的终点,不是“软件没有报错”,而是完整料号、引脚映射和装配尺寸有据可查。下次准备开始布线,先用十几分钟检查一个新用器件,把核对结果留在项目记录里;发现不确定项,就先查清再继续。你手上这块板,哪个器件的封装只是凭名称选的,还没有对照过完整料号和尺寸图?

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