Concevoir un circuit imprimé fiable, fonctionnel et fabricable
Vous souhaitez concevoir un circuit imprimé, qui soit à la fois fiable, fonctionnel et fabricable ? Découvrez toutes les règles qui vous permettront d’atteindre votre objectif de façon efficace et en évitant toute perte de temps inutile. Car en effet, passer de la modélisation à la réalité ne sera possible que si vous avez accordé suffisamment d’efforts et de temps à concevoir votre circuit imprimé. Voici les secrets de la bonne conception d’un circuit imprimé en 4 grandes étapes.
Ajuster le placement de vos composants
L’orientation des composants a une grande incidence sur la conception de votre circuit. Elle vous demande donc une réflexion stratégique en prenant en compte la surface dont vous disposez sur votre carte. Délicate, cette phase qui consiste à positionner les composants conditionne la facilité à produire votre carte.
Le placement des composants est un point qu’il ne faut donc surtout pas négliger, car il vous permettra d’assurer la protection de votre circuit imprimé face à l’électricité statique notamment. La plupart du temps, le positionnement se fait selon la règle suivante : connecteurs, circuits d’alimentation, circuits de précision, circuits critiques… Mais il est important de prendre en compte tout un tas d’autres critères. Il faut notamment orienter les composants similaires dans la même direction pour faciliter le soudage.
Mieux vaut également ne pas positionner des composants du côté soudure de la carte car ce dernier contient des composants traversants. Assurez-vous de placer l’ensemble des composants montés en surface (SMT) sur le même côté de la carte et de tous les composants traversants (TH) sur la partie supérieure de la carte. Cela vous permettra de réduire le nombre d’étapes d’assemblage au minimum. Enfin, ne perdez pas de vue un aspect financier : en utilisant des composants à technologie mixte (composants traversants et montés en surface), les fabricants risquent d’augmenter votre budget final car ils doivent alors accomplir une opération supplémentaire pour assembler votre carte.
Tracer les pistes d’alimentation
Après vous être assuré de la bonne mise en place des composants, vous devez tracer les pistes d’alimentation, de masse et de signaux. Cette étape vous permet de vérifier le bon fonctionnement des signaux. Positionnez et centrez vos plans de masse et d’alimentation à l’intérieur de votre carte de façon symétrique. Utilisez des rampes communes pour chaque source et prenez garde à ne pas faire de piste trop étroite et vide. Reliez les pistes de signaux et faites en sorte que celles des composants soient le plus courtes et directes possible.
En cas d’obligation de routage horizontal des pistes sur un côté de la carte à cause du placement des composants, positionnez les pistes verticalement sur le côté opposé. La largeur nécessaire des nœuds de tensions diffère selon la quantité de tensions présentes dans votre conception. Prévoyez une largeur de 0,010″ pour les signaux numériques et analogiques basse tension et une plus grande largeur pour les pistes supportant des tensions supérieures à 0,3 A. Pour vous faciliter la vie, utilisez un calculateur de largeur de pistes.
Séparer les éléments pour réduire les perturbations
Afin de réduire les perturbations engendrées par les pics de tension, séparez la masse de contrôle et la masse d’alimentation pour chaque étage d’alimentation électrique. Si vous êtes contraints à les relier dans votre circuit imprimé, faites-le vers la fin du chemin d’alimentation. Dans le cas où vous auriez placé votre plan de masse dans la couche intermédiaire, pour réduire le risque d’interférence des circuits d’alimentation et protéger les signaux de contrôle, créez un petit chemin d’indépendance.
Suivez cette même règle pour séparer les masses analogique et numérique. En ce qui concerne le couplage, seules les lignes analogiques doivent traverser la masse analogique.
Lutter contre les problèmes de surchauffe
Attention ! Ne perdez jamais de vue la dissipation thermique, véritable danger pour votre circuit. Trouvez les indices de résistance thermique et détournez la chaleur produite. Vous pouvez prévoir l’installation de dissipateurs thermiques et ventilateurs de refroidissement. Les composants essentiels doivent bien sûr se trouver à distance des sources de chaleur. Enfin, pour éviter tout problème de surchauffe, utilisez les freins thermiques pour l’ensemble des vias et trous reliés à un plan de masse ou d’alimentation.
N’oubliez pas de vérifier votre travail tout au long du processus de conception de votre circuit, c’est cela qui vous permettra de parvenir à mener à bien votre projet. Vous pouvez notamment procéder à un contrôle de qualité en faisant une vérification des règles électriques (ERC) et une vérification des règles de conception (DRC).
Pour plus d’informations sur les circuits imprimés visitez Altium Blog, le blog sur la conception de circuits imprimés.