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Comment concevoir un PCB: disposition du circuit imprimé

Comment concevoir un PCB: disposition du circuit imprimé

Sachant comment concevoir une carte de circuit imprimé, le PCB est un élément clé de tout processus de conception de circuit électronique.

La disposition et la conception du circuit imprimé ont un impact majeur sur la manière dont un circuit fonctionne et, par conséquent, si la carte de circuit imprimé est conçue de manière efficace, le circuit fonctionnera de manière plus fiable et conforme à ses spécifications.

Équipement de conception de PCB

Pour les programmes de développement commerciaux, il existe peut-être des progiciels de conception assistée par ordinateur CAO disponibles qui sont nécessaires en raison de la complexité.

Même pour l'étudiant et l'amateur, il existe de nombreux très bons forfaits qui sont gratuits et peuvent être obtenus pour un coût modique.

L'ancien processus de conception de PCB consistant à utiliser du ruban placé sur une feuille de dessin principale est révolu depuis longtemps, bien qu'il soit possible que cela puisse encore être fait dans un certain nombre de cas très limités.

La capacité du logiciel PCB varie considérablement. Le budget, voire le logiciel libre, fournit les fonctions de base, tandis que les packages haut de gamme permettent d'incorporer de nombreuses autres fonctionnalités dans la conception. Des simulations, des itinéraires complexes et de nombreuses autres fonctionnalités sont disponibles.

La capacité d'entreprendre des simulations devient une exigence croissante avec la vitesse croissante des cartes numériques et les conceptions de radiofréquences atteignant des fréquences toujours plus élevées.

Capture de schéma de circuit

La première étape du développement d'une conception de PCB consiste à capturer le schéma du circuit. Ceci peut être réalisé de différentes manières. Les circuits peuvent être saisis dans un outil de capture schématique. Cela peut faire partie de la suite de conception de PCB, ou il peut s'agir d'un package externe dont la sortie peut être exportée dans un format approprié.

En plus d'effectuer uniquement la capture schématique, des simulations du circuit peuvent être entreprises à ce stade. Certains packages peuvent être capables de s'interfacer avec des packages de simulation. Pour des applications telles que la conception de circuits RF, la simulation du circuit permettra d'optimiser davantage le circuit final sans construire de prototype.

Une fois la capture schématique terminée, la conception électronique du circuit est contenue dans le fichier et peut être convertie en ce que l'on appelle une "netlist". La netlist est les informations d'interconnectivité et il s'agit essentiellement des broches des composants et des nœuds de circuit, ou réseaux, auxquels chaque broche se connecte.

Placement initial des composants PCB

Avant de procéder à la conception et à la disposition détaillées des PCB, il est nécessaire de se faire une idée approximative de l'emplacement des composants et de savoir s'il y a suffisamment d'espace sur la carte pour contenir tous les circuits requis. Cela permettra de prendre des décisions sur le nombre de couches nécessaires dans la carte, et également s'il y a suffisamment d'espace pour contenir tous les circuits.

Une fois qu'une estimation approximative a été faite de l'espace et des emplacements approximatifs des composants, une disposition plus détaillée des composants peut être faite pour la conception du PCB. Cela peut prendre en compte des aspects tels que la proximité d'appareils qui peuvent avoir besoin de communiquer entre eux et d'autres informations relatives à des considérations RF par exemple.

Pour que les composants puissent être incorporés dans la conception du PCB, ils doivent avoir toutes les informations pertinentes qui leur sont associées. Cela comprendra l'empreinte pour les plots de carte de circuit imprimé, toutes les informations de perçage, les zones d'exclusion et autres. En général, plusieurs périphériques peuvent partager le même encombrement, il n'est donc pas nécessaire de saisir ces informations pour chaque numéro de pièce de composant. Cependant, une bibliothèque pour tous les appareils utilisés sera constituée dans le système de conception de la disposition des circuits imprimés. De cette manière, les composants qui ont été utilisés précédemment peuvent être appelés facilement.

Routage

Une fois le placement de base terminé, l'étape suivante de la conception du PCB consiste à acheminer les connexions entre tous les composants. Le logiciel PCB achemine ensuite les connexions physiques sur la carte selon la netlist du schéma. Pour ce faire, il utilisera le nombre de couches disponibles pour les connexions, créant des trous via des trous selon les besoins. Souvent, une couche sera allouée pour être utilisée comme plan de masse et une autre comme plan de puissance. Non seulement cela réduit le niveau de bruit, mais cela permet également de réaliser des connexions à faible résistance de source pour l'alimentation.

Le routage peut utiliser une quantité importante de puissance de calcul. Cela est particulièrement vrai pour les conceptions plus grandes où il peut y avoir plus de trois ou quatre mille composants. Lorsque l'acheminement est difficile en raison de la densité élevée des composants, cela peut entraîner un acheminement prenant beaucoup de temps.

Fichiers PCB: fichiers Gerber, etc.

Les informations pour les tracés photographiques de la mise en page PCB sont générées sous forme de fichiers Gerber. Ce format est la norme pour les fichiers PCB et il s'agit d'une forme de fichier de contrôle numérique utilisé par un traceur photo. En plus des fichiers Gerber, des informations de forage sont également générées avec les informations de sérigraphie et de photorésistance.

Un élément majeur du coût d'une carte de circuit imprimé est le perçage. Dans toute conception, certains trous sont nécessaires pour la fixation ainsi que ceux requis pour les composants conventionnels nécessaires. Cependant, pour réduire les coûts, il est sage d'utiliser aussi peu de tailles de trous que possible. De cette façon, la perceuse aura moins besoin d'être changée et le temps pourra être réduit.

Une fois complètes, les informations relatives au PCB seront utilisées dans de nombreux domaines du processus de fabrication. Non seulement il sera utilisé pour la fabrication du PCB lui-même, mais les fichiers seront également utilisés dans d'autres domaines du processus de fabrication. Ils peuvent être utilisés pour développer un programme de sélection et de placement, et en plus de cela, les fichiers peuvent être utilisés dans la fabrication d'un masque de soudure PCB pour ajouter de la pâte à souder à la carte avant le placement des composants. Les fichiers peuvent également être utilisés pour développer diverses formes de programme de test tel qu'un «test en circuit» (ICT), et en particulier pour développer tout dispositif de test sur lit de clous. De cette façon, la conception du PCB est un élément crucial de l'ensemble du processus de fabrication de tout produit. La conception du PCB est plus qu'une simple conception de la carte de base.

Voir la vidéo: FABRIQUER SON PROPRE CIRCUIT IMPRIME PCB (Octobre 2020).