¿Por qué los componentes de bricolaje de PCB están colocados en ángulos rectos?

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Estoy aprendiendo PCB CAD. Quiero saber por qué los componentes parecen estar colocados en ángulos rectos y ortogonales a la PCB (suponiendo que es rectangular). Dado que las trazas son secundarias a la colocación de los componentes, no estoy particularmente preocupado por las trazas. ¿Por qué mi transistor TO-220 no puede estar a 18.31 grados de su condensador de desacoplamiento? ¿Por qué no se puede colocar un anillo de 13 LED con cada uno girado por 27.69230769230769230769 grados?

Lo que realmente me confunde, es el conector. Es bastante irrelevante cómo se coloca una resistencia junto con un capacitor en una PCB. Sólo se relacionan entre sí. Pero los conectores son diferentes. Se relacionan con el mundo exterior que no es del todo ortogonal. Si tengo una cosa de cabecera triangular, es posible que quiera conectores / controles en los tres lados. Así que a 180 grados entre sí. Esto también podría tener un efecto en las trazas si está cerca de las almohadillas del conector.

Personalmente no creo que haya ningún problema con los componentes desde cualquier ángulo. Simplemente nunca los ves, incluso a nivel escolar. ¿Por qué?

Tres punteros:

  • Sólo me preocupan los proyectos de bricolaje. Así que no hay componente de auto colocación por cyborgs que operan según programas estándar / normas de la industria.

  • Hay una pregunta similar en 2010 . Eso es más amplio en su alcance. que el mío, ya que no restringe la fabricación a bricolaje solamente proyectos Y seis años en CAD / desarrollo de software es toda una vida. y raramente relevante. Software que es más fácil de diseñar en 45 grados. Pasos no es necesariamente necesariamente relevante. Si uso Illustrator, Blender, AutoCAD o Inkscape no hay restricciones en los ángulos.

  • Estoy haciendo una distinción entre la orientación de las trazas y la componentes en sí mismos.

pregunta Paul Uszak

3 respuestas

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Habiendo diseñado algunos PCB en mi tiempo, incluidos algunos con componentes en ángulos extraños, te daré un breve resumen de mi experiencia.

Como lo veo, hay varias razones para mantener los ángulos de 90 grados.

  1. Cuadrículas : si está intentando enrutar todo a la perfección en una cuadrícula, tener ángulos desordenados es un dolor en el cuello, ya que las cosas ya no se alinean con la cuadrícula. Cada vez que intente mover el componente, tendrá que volver a dibujar las trazas para recuperar la traza en una cuadrícula para que pueda enrutar el resto. Este es un verdadero dolor en Eagle, aunque no tanto en otro software donde las huellas son más fluidas (por ejemplo, Mentor Xpedition).

  2. Enrutamiento de escape : esto es especialmente cierto para los componentes SMD con muchos pines. A medida que intenta sacar el rastro, si se adhiere a un patrón de enrutamiento de 45 grados para los rastreos, termina teniendo que zigzaguear por todo el lugar para intentar obtener los rastreos, lo que es simplemente un desastre.

  3. Ensamblaje de la máquina : como @PlasmaHH señala en los comentarios, algunas máquinas de selección y colocación no pueden manejar ángulos arbitrarios. Muchos se limitan a la colocación ortogonal, mientras que otros a 45 grados. Es posible que esto no se aplique a las placas de bricolaje dependiendo de si planea soldar a máquina o manualmente.

  4. Soldadura : colocar los componentes en cualquier ángulo puede ser una molestia. Me resulta mucho más fácil tener todo lo ortogonal, ya que puede pegar el PCB o colocarlo en un soporte, y luego soldar cada uno de ellos. Aunque este es algo subjetivo.

  5. Estética : alguien me dijo una vez que si un PCB se ve bien, funcionará bien. Eso no es del todo cierto, pero es bueno tenerlo en cuenta. Requiere un poco de cuidado y atención para diseñar una PCB de forma ordenada, con trazas bien guardadas en ángulos de 45 grados, enrutamiento ordenado de buses de datos, etc. Esta atención a los detalles y el tiempo adicional empleado aumentan las posibilidades de que detecte algún error.

    ¿Por qué menciono esto? Personalmente, encuentro PCB con rastros que se disparan en todo tipo de ángulos impares, y los componentes colocados fuera de la red en ángulos impares, simplemente se ven sucios o apurados.

Ahora, en algunos casos, especialmente los paquetes TQFP o QFN, es mucho más fácil colocarlos en un ángulo de 45 grados. En realidad, esto hace que la ruta de escape sea mucho más fácil y más compacta, ya que puede salir fácilmente en cualquiera de las 4 direcciones ortogonales después de un breve recorrido de 45 grados. Observe cómo en la imagen de abajo en la parte superior derecha del paquete TQFP, puede enrutar los pines a una cuadrícula de enrutamiento de 90 grados dentro del borde del IC.

Además, algunas veces las restricciones de espacio requieren ángulos extraños. Normalmente pegaría todas las resistencias pasivas y las tapas ortogonalmente. En algunos casos, si, por ejemplo, un bus de datos con terminaciones se está ejecutando en una cuadrícula de 45 grados, es necesario rotar los pasivos para que coincidan para evitar aumentar el tamaño general de forma masiva. Observe también en la imagen de abajo que coloqué el cristal a 45 grados para coincidir con el paquete TQFP.

Haycasosenlosquehepuestocomponentesenángulosimpares.Sinembargo,solotiendoahacerestosihayunarazónmuyespecífica.UnejemploessinecesitacolocarlosLEDenunpatrón,porejemplo,elmontajedebordesenuncírculo.Enestecasoesnecesarioponerlosenángulos.Muestroestocomounejemploacontinuación.

De hecho, puede notar que muchos de los componentes también están girados. Este es ciertamente el caso, y también es otro caso específico. En este diseño, hay 11 copias del mismo subsistema exacto, cada una con 32 grados de LED en un círculo. Las secciones individuales se diseñaron con todos los componentes, pero los LED se colocaron ortogonalmente. Luego se colocaron 11 copias rotadas para construir el círculo. En este caso, los componentes no son ortogonales en todo el diseño, sino que son ortogonales en su subbloque.

    
respondido por el Tom Carpenter
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Algunos componentes son mecánicamente significativos, ya que la O.P. ya ha recogido. Pero la mayoría de los componentes de PCB (resistencias, condensadores, transistores de señal pequeña, OpAmps, circuitos integrados lógicos) no son mecánicamente significativos. Con estos componentes no significativos desde el punto de vista mecánico, a menudo el objetivo es un empaque denso y conveniente. La mayoría de los componentes de PCB se pueden aproximar con un rectángulo. Esta es la razón por la que el software de diseño de PCB utiliza por defecto el ángulo de rotación horizontal-vertical.

Habiendo dicho eso, todos los paquetes de diseño de PCB 1 que he usado tienen una forma de asignar un ángulo de rotación arbitrario a cualquier componente. Esto es importante para componentes mecánicamente significativos. Las máquinas de ensamblaje de selección y colocación automatizadas también pueden colocar componentes en ángulos arbitrarios.

En este tablero, la mayoría de los componentes de la capa inferior (azul) están en ángulos oblicuos. Son mecánicamente significativos. Todos los componentes de la capa superior (roja) se colocan en ángulos rectos, porque no son mecánicamente significativos.

1 OrCAD, Eagle, Altium. El diseño de la ilustración se realizó con Eagle.

    
respondido por el Nick Alexeev
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Una razón convincente para colocar dos componentes de montaje en superficie de plomo paralelos entre sí y perpendiculares al recorrido de la placa de circuito impreso en el horno también evita el efecto de lápida. El desecho se produce cuando la calefacción no uniforme funde la soldadura en el cable del cable que empuja el componente montado en superficie a una posición vertical.

La pregunta fue específicamente para hacerlo con sus propios tableros de circuitos impresos. Entonces Tombstoning puede no ser una preocupación inmediata. Sin embargo, sería bueno crear tableros fabricables por si acaso.

    
respondido por el st2000

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