La conception d'un circuit imprimé repose sur le schéma du circuit et implémente les fonctions requises par le concepteur. Également appelée conception de l'agencement, elle prend en compte divers facteurs, tels que la disposition des connexions externes, des composants électroniques internes, des fils métalliques et des vias, la protection électromagnétique, etc. Conception de mise en page PCB Vous pouvez réduire vos coûts de production et améliorer les performances de vos circuits imprimés. Un circuit imprimé mal conçu peut limiter les fonctionnalités de votre carte, voire la rendre défaillante. Il est donc primordial de bien concevoir vos circuits imprimés. Nous vous expliquerons ici les étapes clés de leur conception et certains facteurs à prendre en compte avant la conception.
PCB design Processus
- Concept design
La première étape consiste à déterminer l'objectif de la conception du circuit imprimé, que nous appelons la conception conceptuelle de la carte. À ce stade, nous devons définir les fonctions et les caractéristiques du circuit imprimé, ses interconnexions avec d'autres circuits, sa taille approximative, son emplacement dans le produit final et prendre en compte son environnement de fonctionnement, notamment sa température et son humidité approximatives.
- Dessiner un schéma de circuit
Une fois le concept final défini, nous passons à l'étape suivante : dessiner le schéma du circuit. Ce schéma comprend toutes les informations nécessaires au bon fonctionnement des composants électriques du circuit imprimé, notamment leurs noms, leurs valeurs nominales, etc. Parallèlement, vous devez également créer la nomenclature (BOM), qui comprend des informations très détaillées telles que la référence, la désignation, la description, la quantité, le boîtier, etc. Veuillez tenir ces deux documents à jour à chaque modification de la conception du circuit imprimé.
- Créer un diagramme fonctionnel au niveau du tableau
Dans la troisième étape, nous devons créer un schéma fonctionnel au niveau de la carte, c'est-à-dire un dessin décrivant les dimensions finales précises des circuits imprimés. Chaque zone du schéma doit être clairement identifiée comme blocs, composants et contraintes.
- Déterminer l'emplacement des composants
Au cours de cette phase, nous déciderons de l'emplacement de chaque composant sur la carte. Ce processus peut comporter plusieurs étapes avant de prendre la décision finale, ce qui est tout à fait normal. Il est en effet essentiel de s'assurer que chaque composant est placé au bon endroit pour optimiser la qualité et les performances du circuit imprimé.
- Établir le routage du circuit
La position de chaque composant étant confirmée, nous devons maintenant établir le routage du circuit pour déterminer le routage et la priorité de routage du circuit.
- Tests
Lors de la dernière étape, nous devons effectuer une série de tests pour nous assurer que la conception répond à tous nos besoins. Si les tests sont concluants, nous pouvons passer à la fabrication. Dans le cas contraire, nous devons procéder à des ajustements en fonction de la conception originale du circuit imprimé.
Considérations relatives à la conception des circuits imprimés
Restrictions du conseil d'administration
Les contraintes de la carte, notamment sa taille et sa forme, doivent être prises en compte lors de la conception d'un circuit imprimé. Il est essentiel de vérifier que le circuit dispose de suffisamment d'espace. La taille d'un circuit imprimé dépend de plusieurs facteurs, tels que la taille et la fonctionnalité du produit final. Avec les progrès technologiques et l'évolution de la demande des consommateurs, les produits électroniques deviennent plus petits et plus polyvalents, ce qui influence considérablement la conception des circuits imprimés. Il est donc essentiel d'estimer la taille du circuit imprimé avant de commencer la conception. En cas de manque d'espace, il peut être nécessaire d'utiliser une conception multicouche ou à interconnexion haute densité (HDI) pour obtenir la fonctionnalité souhaitée. Concernant la forme, le circuit imprimé est généralement rectangulaire, mais pour certains produits aux formes irrégulières, une forme spécifique est nécessaire, ce qui augmente le coût. Par ailleurs, le nombre de couches doit être pris en compte dès le début de la conception. Concevoir un circuit imprimé avec davantage de couches augmente le coût, mais permet de concevoir un circuit imprimé doté de fonctionnalités plus avancées.
Processus de manufacture
Avant de commencer la conception du PCB, il est important de prendre en compte le procédé de fabrication du circuit imprimé, car chaque procédé présente des limites et des contraintes spécifiques. Des trous de référence compatibles avec le procédé de fabrication sont nécessaires, et il est conseillé de concevoir des composants éloignés des trous du PCB. D'autre part, il est important de prendre en compte les matières premières et la méthode d'assemblage du PCB. Par exemple, dans certains cas, il est nécessaire d'utiliser simultanément des composants traversants et montés en surface. Il est également important de communiquer avec le fabricant pour s'assurer qu'il est en mesure de produire le type de carte requis.
Considérations relatives aux composants et aux matériaux
Avant de commencer la conception du circuit imprimé, il est important de déterminer les matériaux et composants utilisés. La conception peut varier en fonction des différents matériaux et composants, et le choix des matériaux et composants adaptés à la carte prend du temps. Il est essentiel de vérifier leur disponibilité, car certains matériaux et composants sont difficiles à trouver sur le marché. Il est également essentiel de s'assurer que les éléments souhaités sont accessibles dans les limites du budget. Enfin, il est essentiel de s'assurer que nos conceptions optimisent la résistance de ces matériaux et composants.
Ordre de placement des composants
Il s'agit du processus qui implique l'ordre dans lequel nous plaçons les composants sur la carte. Nous recommandons d'ajouter d'abord les connecteurs et les circuits d'alimentation, puis les circuits de précision, les circuits critiques, puis les autres éléments. Au cours du processus, nous devons prendre en compte les capacités de routage et de génération, la sensibilité au bruit, la priorité de routage et les niveaux de puissance. Un mauvais ordre peut entraîner des conflits de chemins de circuit ou de composants, et nous obliger à revenir à la phase de conception.
Emplacement de l'emplacement
Le placement des composants affecte les performances du circuit imprimé et peut parfois déterminer le succès ou l'échec du produit final. Pour obtenir les résultats escomptés, nous vous suggérons de ne pas placer les composants trop près, ce qui aurait de nombreux effets négatifs. Premièrement, cela entrave l'automatisation du placement des composants, ce qui ralentirait les tests. La machine ou l'ingénieur doit redoubler de prudence lors du placement et des tests de la carte si les composants sont trop proches. Deuxièmement, la phase de fabrication serait plus longue, car les ingénieurs doivent travailler lentement et avec précaution. Il est recommandé de laisser un espace d'au moins 100 mils entre le composant et le bord du circuit imprimé.
Orientation et organisation
Lors de la conception du PCB, nous devons noter que tous les composants électroniques du circuit imprimé doivent être orientés dans la même direction, ce qui peut contribuer à améliorer l'efficacité de fabrication et d'assemblage en éliminant toute confusion, en particulier dans le processus de soudure.
Comment réduire les risques liés à la conception des circuits imprimés
Si nous pouvons anticiper les risques potentiels, la conception des circuits imprimés sera plus facile à réaliser. L'intégrité du signal est essentielle pour atteindre cet objectif. Découvrons ensemble les points importants.
Pour la conception de systèmes électroniques, les fournisseurs de puces ont déjà fabriqué de nombreuses solutions, notamment le type de puce à utiliser, la construction de circuits externes, etc. Les ingénieurs hardware ont souvent besoin de prendre en compte le principe du circuit ; ils doivent simplement fabriquer eux-mêmes les circuits imprimés. Cependant, des problèmes peuvent survenir lors de la conception des circuits imprimés, comme une instabilité de la conception ou un dysfonctionnement des circuits imprimés. Pour certaines grandes entreprises, de nombreux fabricants de puces fournissent une assistance technique pour la conception de circuits imprimés. Cependant, certaines PME ont du mal à obtenir ce soutien : elles peuvent mettre plusieurs fois un prototype de circuit imprimé à l'épreuve, ou leur débogage peut prendre beaucoup de temps. En réalité, tout cela peut être évité en comprenant les méthodes de conception des systèmes. Voici trois compétences pour réduire les risques liés à la conception des circuits imprimés :
- Tout d'abord, il est important de prendre en compte les problèmes d'intégrité du signal dès la phase de planification de la configuration. Procédons de la manière suivante : le signal est-il correctement reçu d'un circuit imprimé à l'autre ? Il est essentiel d'évaluer ce point en amont. Ce n'est pas difficile à réaliser, à condition d'avoir quelques connaissances en intégrité du signal et de maîtriser le fonctionnement simple du logiciel.
- Deuxièmement, lors de la conception du PCB, le logiciel de simulation permet d'évaluer l'alignement spécifique afin de déterminer si la qualité du signal répond aux exigences. Le processus de simulation n'est pas si complexe ; l'essentiel est de comprendre le principe de l'intégrité du signal et de l'utiliser comme guide.
- Troisièmement, il est essentiel de maîtriser les risques liés à la conception des circuits imprimés. De nombreux problèmes ne peuvent être résolus par les logiciels de simulation et doivent être maîtrisés par le concepteur. Maîtriser les techniques de conception des circuits imprimés permettra de réduire les risques de défaillance et d'éviter la fabrication de circuits imprimés, ce qui permettra de gagner du temps et de l'argent. De plus, le débogage sera relativement facile.
Efficace PConception CB en utilisant CAD
Utilisation avancée conception assistée par ordinateur (CAO) Les systèmes logiciels aident les concepteurs de circuits imprimés à éviter de nombreux problèmes d'agencement et à améliorer la qualité de leurs créations. Voici quelques avantages de la CAO :
Processus de conception semi-automatisés : les logiciels de CAO permettent de concevoir la carte en glissant-déposant les composants là où ils sont nécessaires. Certains systèmes de CAO peuvent même nous aider à créer les pistes, ce qui nous permet également de déplacer, d'ajouter ou de supprimer des composants, ou de les réacheminer selon les besoins. En bref, grâce aux systèmes de CAO, nous pouvons concevoir le circuit imprimé avec une grande efficacité et une grande précision.
Validation de la conception : Un système de CAO permet de vérifier la validité de notre conception de circuit imprimé en testant ses tolérances, sa compatibilité, le placement des composants, etc. Certains systèmes peuvent même détecter les erreurs en temps réel, ce qui permet de minimiser et d'éliminer les impacts négatifs avant de passer à la fabrication.
Génération de fichiers : les systèmes de CAO peuvent nous aider à générer des fichiers Gerber et d'autres formats de fichiers nécessaires à la fabrication, et ces fichiers générés par les logiciels de CAO sont présentés avec une grande précision.
Création de règles et de modèles : Nous pouvons créer et stocker des ensembles de règles personnalisés à l'aide de logiciels de CAO et les partager avec les concepteurs afin d'optimiser les fonctionnalités du logiciel. De plus, nous pouvons créer des modèles très pratiques pour les futures conceptions de circuits imprimés.
Concevoir un bon PCB requiert une expertise et une expérience considérables, ce qui n'est pas une mince affaire. Par conséquent, si vous manquez d'expertise en conception de PCB, mieux vaut faire appel à un professionnel. MOKO est votre premier choix. Chez MOKO Technology, l'équipe de conception de PCB, forte de près de 16 ans d'expérience, maîtrise parfaitement ce domaine. Nos concepteurs utilisent des systèmes de CAO pour concevoir efficacement et précisément des PCB, des plus simples aux plus complexes. De plus, nous proposons des services complets, de la conception à la production et à l'assemblage. Nous avons obtenu des certifications telles que ISO9001:2015, ISO14001, ISO13485, ROHS, BSCI, UL, etc., afin de garantir à nos clients des PCB de haute qualité et un service optimal.
