Question:
Pourquoi les composants de PCB DIY sont-ils placés à angle droit?
Paul Uszak
2016-09-05 02:29:14 UTC
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J'apprends la CAO PCB. Je veux savoir pourquoi les composants semblent être placés à angle droit et orthogonaux au PCB (en supposant qu'il soit rectangulaire). Puisque les traces sont secondaires au placement des composants, je ne suis pas particulièrement concerné par les traces. Pourquoi mon transistor TO-220 ne peut-il pas être à 18,31 degrés par rapport à son condensateur de découplage? Pourquoi un anneau de 13 LED ne peut-il pas être placé avec chacun tourné de 27,69230769230769230769 degrés?

Ce qui me déroute vraiment, c'est le connecteur. La manière dont une résistance est placée à côté d'un condensateur sur un circuit imprimé n'a pratiquement aucune importance. Ils ne concernent que les uns les autres. Mais les connecteurs sont différents. Ils concernent le monde extérieur qui n'est pas entièrement orthogonal. Si j'ai un truc de chevet triangulaire, je pourrais vouloir des connecteurs / commandes sur les trois côtés. Donc à 120 degrés les uns des autres. Cela peut également avoir un effet sur les traces si elles sont proches des pads de connecteur.

Personnellement, je ne pense pas qu'il y ait un problème avec les composants sous n'importe quel angle. Vous ne les voyez tout simplement jamais, même au niveau de l'école. Pourquoi?

Trois conseils:

  • Je ne suis concerné que par les projets de bricolage. Donc, pas de placement automatique de composant par les cyborgs fonctionnant selon les programmes standards / les normes de l'industrie.

  • Il y a une question similaire de 2010. C'est plus large dans la portée que le mien car cela ne limite pas la fabrication aux projets de bricolage uniquement. Et six ans dans le développement de CAO / logiciel est une vie et rarement pertinent. Un logiciel plus facile à concevoir par pas de 45 degrés n'est pas forcément toujours pertinent. Si j'utilise Illustrator, Blender, AutoCAD ou Inkscape, il n'y a aucune restriction sur les angles.

  • Je fais une distinction entre l'orientation des traces et les composants eux-mêmes.

Je ne sais pas quel logiciel vous utilisez, mais le package de conception de PCB que j'utilise me permet de placer les composants sous n'importe quel angle.Il n'y a aucune raison pour un placement orthogonal autre que cela semble bon et il est facile d'acheminer les traces.
Les packages PCB fonctionnent également sur les grilles.Si vous faites pivoter vers des valeurs étranges, les empreintes ne sont plus alignées avec la grille.Vous pouvez toujours les utiliser, mais ce n'est pas aussi simple.
Tout à fait d'accord Majenko (+1) mais je doute qu'un logiciel ou un fabricant puisse placer un composant à la précision de rotation souhaitée indiquée par l'OP de +/- 0,0000000000000000005 degrés
Allez-y et placez-vous comme vous le souhaitez.Je crois que c'est historique, de la conception manuelle à la conception et à l'assemblage entièrement automatisés où une grille est plus facile.Il existe de nombreux anciens modèles analogiques complets qui étaient de forme libre.Il existe de nombreuses conceptions modernes à espace restreint qui ont également une rotation arbitraire pour les raisons que vous spécifiez.Fondamentalement, si vous ne pouvez pas économiser de l'argent en jouant avec les angles, ils restent orthogonaux.
Le Pi a quelques condensateurs et résistances à 45 ° - https://cdn-shop.adafruit.com/1200x900/3055-05.jpg
J'utilise la version gratuite d'aigle et fais pivoter mes pièces au besoin, pas toujours à angle droit
@Majenko Oui, si vous effectuez une rotation étrange, les vérifications / calculs basés sur des règles deviennent plus difficiles.
@Majenko KiCad.J'ai commencé avec Eagle mais je veux des circuits imprimés de taille 100 * 160 pour la taille de mes composants.Je n'aime pas non plus Eagle (désolé les utilisateurs d'Eagle).
@ilkkachu Vous pouvez placer des composants à n'importe quel angle dans la version gratuite - enfin pas tout à fait, avec une précision de 0,1 degré, comme dans la version payante.
@Tom, a dû se tromper, alors.
Vous pouvez [faire pivoter les composants au 0,1 degré près dans KiCad] (https://en.wikibooks.org/wiki/Kicad/FAQ#How_do_I_rotate_a_footprint_by_a_specific_angle_ (par exemple_45_degrees)?).
Trois réponses:
#1
+23
Tom Carpenter
2016-09-05 02:56:01 UTC
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Ayant conçu quelques PCB à mon époque, y compris certains avec des composants à des angles étranges, je vais vous donner un bref résumé de mon expérience.

Selon moi, il y a plusieurs raisons de s'en tenir à des angles de 90 degrés.

  1. Grilles - Si vous essayez de tout acheminer correctement sur une grille, alors avoir des angles décalés est une douleur dans le cou car les choses ne correspondent plus à la grille. Chaque fois que vous essayez de déplacer le composant, vous devez redessiner les traces pour remettre la trace sur une grille afin de pouvoir acheminer le reste. C'est une vraie douleur dans Eagle, mais pas tellement dans d'autres logiciels où les traces sont plus fluides (par exemple Mentor Xpedition).

  2. Escape Routing - Ceci est particulièrement vrai pour les composants SMD avec de nombreuses broches. Lorsque vous essayez de faire sortir la trace, si vous vous en tenez à un modèle de routage à 45 degrés pour les traces, vous finissez par devoir zigzaguer partout pour essayer de récupérer les traces, ce qui n'est qu'un désordre.

  3. Assemblage de la machine - Comme @PlasmaHH le souligne dans les commentaires, certaines machines pick and place ne peuvent pas gérer des angles arbitraires. Beaucoup sont limités à un placement orthogonal, tandis que d'autres à 45 degrés. Cela peut ne plus s'appliquer aux cartes de bricolage selon que vous prévoyez de souder à la main ou à la machine.

  4. Soudage - Pose de composants qui sont sous toutes sortes d'angles peut être pénible. Je trouve qu'il est beaucoup plus facile d'avoir tout orthogonal car vous pouvez coller le PCB ou le mettre dans un support, puis souder chacun à son tour. Bien que celui-ci soit quelque peu subjectif.

  5. Esthétique - Quelqu'un m'a dit un jour que si un PCB a l'air bien, il fonctionnera bien. Ce n'est pas tout à fait vrai, mais c'est une bonne chose à garder à l'esprit. Il faut un peu de soin et d'attention pour disposer un PCB proprement, avec des traces bien conservées à des angles de 45 degrés, un routage soigné des bus de données, etc. Cette attention aux détails et le temps supplémentaire passé augmentent la probabilité que vous repériez des erreurs.

    Pourquoi est-ce que je mentionne cela? Personnellement, je trouve des PCB avec des traces qui partent à toutes sortes d'angles impairs, et des composants placés hors réseau à des angles impairs, semblent juste en désordre ou précipités.

Maintenant, dans certains cas , en particulier les packages TQFP ou QFN, il est beaucoup plus facile de les placer sur un angle de 45 degrés. Cela rend en fait le routage d'évacuation beaucoup plus facile et plus compact car vous pouvez sortir facilement dans l'une des 4 directions orthogonales après une courte trace à 45 degrés. Remarquez comment dans l'image ci-dessous en haut à droite du package TQFP, vous pouvez réellement acheminer les broches sur une grille de routage à 90 degrés à l'intérieur de la bordure du CI.

De plus, certaines fois, les restrictions d'espace nécessitent des angles impairs . Normalement, je collerais toutes les résistances passives et les capuchons orthogonalement. Dans certains cas, si par exemple un bus de données avec des terminaisons fonctionne sur une grille à 45 degrés, il devient nécessaire de faire tourner les passifs pour qu'ils correspondent pour éviter d'augmenter massivement la taille globale. Notez également dans l'image ci-dessous que j'ai placé le cristal à 45 degrés pour correspondre au package TQFP.

TQFP at 45 Degrees

Il y a des cas où j'ai mettre les composants sur des angles impairs. Cependant, je n'ai tendance à le faire que s'il y a une raison très spécifique. Un exemple est si vous devez placer les LED dans un motif - par exemple, montage sur bord sur un cercle. Dans ce cas, il est nécessaire de les mettre sur des angles. Je montre ceci comme exemple ci-dessous.

Example PCB

En fait, vous remarquerez peut-être que de nombreux composants sont également tournés.C'est effectivement le cas, et c'est aussi un autre cas spécifique.Dans cette conception, il existe 11 copies du même sous-système, chacune contenant 32 degrés de LED dans un cercle.Les sections individuelles ont été conçues avec tous les composants sauf les LED placées orthogonalement.11 copies pivotées ont ensuite été placées pour constituer le cercle.Dans ce cas, les composants ne sont pas orthogonaux sur toute la conception, mais ils sont orthogonaux dans leur sous-bloc.

Un point que vous voudrez peut-être ajouter à la liste: toutes les fabs ne disposent pas de machines pick n place qui sont à l'aise pour placer des passifs à des angles impairs
@PlasmaHH Je suis d'accord, bien que la question mentionne spécifiquement l'assemblage de bricolage et non industriel.
Les frontières ne sont pas vraiment nettes ici.Une fois, j'ai fait une bonne affaire sur certaines planches et les ai entièrement assemblées pour un projet de bricolage.De plus, certains bricoleurs sont tellement passionnés qu'ils ont une petite machine à cueillir.De plus, beaucoup de choses que vous voyez dans le bricolage imitent les configurations professionnelles et / ou sont une phase d'apprentissage de ce qu'il faut faire (ou ne pas faire) dans des environnements professionnels.
@PlasmaHH juste point.Je l'ai ajouté à la liste :).
Je me demande si quelqu'un a envisagé la possibilité de faire en sorte que l'espacement des broches d'une pièce soit un multiple de sqrt (2) fois un multiple de grille commune, de sorte que lorsqu'il est tourné de 45 degrés, tout s'aligne bien sur la grille?
Le problème @supercat, est alors que tous ceux qui ne sont pas à 45 degrés ne s'alignent plus.De plus, il y a tellement de variations dans les pièces SMD - 1,27 mm / 1 mm / 0,8 mm / 0,65 mm / 0,5 mm, etc.
#2
+10
Nick Alexeev
2016-09-05 03:09:44 UTC
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Certains composants sont mécaniquement significatifs, comme l'O.P. l'a déjà glané. Mais la majorité des composants PCB (résistances, condensateurs, petits transistors de signal, OpAmps, circuits intégrés logiques) ne sont pas mécaniquement significatifs. Avec ces composants non mécaniquement importants, un emballage dense et pratique est souvent l'objectif. La plupart des composants PCB peuvent être approximés par un rectangle. C'est pourquoi le logiciel de mise en page de PCB utilise par défaut la rotation horizontale-verticale à angle droit.

Cela dit, tous les packages de mise en page de PCB 1 que j'ai utilisés avaient un moyen d'attribuer un arbitraire angle de rotation par rapport à n'importe quel composant. Ceci est important pour les composants mécaniquement significatifs. Les machines d'assemblage automatisées pick&place peuvent également placer des composants à des angles arbitraires.

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Sur cette carte, la plupart des composants de la couche inférieure (bleue) sont à des angles obliques. Ils sont mécaniquement significatifs. Tous les composants de la couche supérieure (rouge) sont placés à angle droit, car ils ne sont pas mécaniquement significatifs.

1 OrCAD, Eagle, Altium. La mise en page dans l'illustration a été réalisée avec Eagle.

#3
+5
st2000
2016-09-05 02:58:33 UTC
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Une raison impérieuse de placer deux composants montés en surface en plomb parallèles l'un par rapport à l'autre et perpendiculaires au trajet du circuit imprimé dans le four est également d'éviter l'effet de pierre tombale.L'étonnement se produit lorsqu'une chaleur inégale fait fondre la soudure au niveau du conducteur principal, tirant le composant monté en surface en position debout.

enter image description here

La question était spécifiquement pourfaites-le vos cartes de circuits imprimés.Donc Tombstoning n'est peut-être pas une préoccupation immédiate.Cependant, il serait bon de créer des planches manufacturables au cas où.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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