Pourquoi la conception de circuits imprimés est-elle nécessaire ?
Nous utilisons des circuits imprimés (PCB) pour connecter des composants électroniques grâce à des pistes conductrices. Cela permet le prototypage de circuits électriques et la fabrication de produits électroniques. La production en série de produits électroniques à base de PCB est plus rapide et économique que celle basée sur des techniques de câblage alternatives. En effet, sur les PCB, les composants sont montés et câblés simultanément. Par conséquent, nous devons fabriquer les Circuit imprimé qu'une seule fois et nous pouvons fabriquer un grand nombre de PCB en même temps.
En matière de circuits imprimés, la conception du layout est primordiale, car elle détermine le placement des différents composants et leur rôle dans le produit souhaité. Ce guide détaille quelques stratégies de conception de layouts de circuits imprimés, les erreurs courantes à éviter, etc., pour vous aider à concevoir des circuits imprimés de haute qualité.
Tout d'abord, we nous allons examiner certaines des stratégies largement utilisées dans la conception d’une disposition de PCB ;
Stratégies de conception de circuits imprimés
Tout commence par un schéma
Il est recommandé de réaliser un schéma du circuit avant de commencer la conception du circuit imprimé. Ce schéma servira de plan pour le placement des composants et la disposition des pistes sur le circuit imprimé. Si vous utilisez un logiciel de conception de circuits imprimés performant, vous pourrez importer ce schéma, ce qui simplifiera considérablement le processus de conception.
Une fois ce schéma importé dans un logiciel de conception de circuits imprimés intelligent, vous pouvez commencer à placer les composants, les fils et les empreintes. Ensuite, nous pouvons commencer à concevoir le circuit imprimé.
L'approche de compartimentation
La compartimentation est une excellente stratégie pour concevoir un circuit imprimé. Il est nécessaire d'identifier le rôle de chaque composant du circuit, puis de le diviser en petites sections selon leur fonction. Cela permettra une meilleure visualisation du circuit.
Il est important de regrouper les composants de chaque section dans la même zone du circuit imprimé. Cela permettra de conserver des pistes conductrices courtes. Ceci est important, car les pistes longues peuvent capter des rayonnements électromagnétiques, source de bruit et d'interférences.
Il est conseillé de disposer les différentes sections du circuit de manière à ce que le courant suive un trajet court et linéaire. Il est essentiel de veiller à ce que la tension fournie à chaque section soit égale. C'est ce que l'on appelle la « configuration en étoile » et qui permet d'obtenir des tracés plus courts.
Approche monocouche et multicouche
Vous pourriez avoir du mal à concevoir de grands circuits sur un PCB monocoucheEn effet, il est difficile d'éviter les intersections lors du routage des pistes. Il peut être nécessaire de disposer de deux couches ou plus, avec des pistes routées sur plusieurs faces du circuit imprimé.
Vous pouvez connecter les pistes d'une couche à l'autre en utilisant un « via ». Ce terme désigne un trou cuivré dans un circuit imprimé qui relie électriquement la couche inférieure à la couche supérieure. Vous pouvez également connecter les pistes inférieure et supérieure en utilisant le « trou traversant » des composants électroniques déployés.
Les 45o Technique de pliage
Une bonne pratique pour la conception de circuits imprimés consiste à plier la plupart des pistes de cuivre à 45°. En effet, ces angles raccourcissent le trajet électrique entre les composants, contrairement aux angles à 45°. De plus, les signaux logiques à haut débit peuvent être réfléchis à des angles aigus (proche de 90°), ce qui peut entraîner des interférences.
Quelques erreurs courantes à éviter lors de la conception de circuits imprimés
Voici quelques-unes des erreurs les plus courantes lors de la conception de circuits imprimés et comment vous pouvez les éviter.
Choix d'un mauvais outil de conception
Pour concevoir un circuit imprimé performant, il est essentiel de choisir le bon outil. Un outil inadapté entraînera des problèmes tels qu'une augmentation des coûts de fabrication et des délais de fabrication plus longs. Il est donc fortement recommandé de choisir l'outil le mieux adapté à vos besoins. De nombreuses options s'offrent à vous et il est essentiel de bien se renseigner avant d'investir dans un outil spécifique.
Techniques de mise en page incompétentes
Les conceptions de circuits imprimés sont souvent complexes, car elles servent souvent à fabriquer des appareils électroniques plus rapides et plus compacts. La demande de circuits électroniques à encombrement minimal est croissante. C'est pourquoi nous nous efforçons de fabriquer des circuits imprimés avec des composants plus petits et à encombrement réduit. Une technique de disposition inadaptée ou incompétente peut entraîner des problèmes de connexion. Si vous travaillez avec des composants avec un nombre de broches plus élevé et un pas plus petit, il est crucial de choisir une technique de disposition performante.
Épaisseur de cuivre inappropriée
L'épaisseur du cuivre joue un rôle important dans le traçage et, par conséquent, dans la conception des circuits imprimés. Une épaisseur insuffisante peut entraîner un placage insuffisant des trous. C'est pourquoi il est important d'obtenir une épaisseur de cuivre précise pour une conception de circuit imprimé réussie.
Mauvais placement des condensateurs de découplage
Nous utilisons des condensateurs de découplage pour maintenir une tension stable. Ces condensateurs sont souvent placés sur le rail d'alimentation. Il est conseillé de les déployer près de la broche nécessitant une tension stable. Les condensateurs de découplage ne fonctionneront pas correctement s'ils sont placés loin de la broche nécessitant une tension stable.
Ne pas faire de sauvegardes de votre travail
Nous utilisons différents jeux de données et logiciels pour concevoir des circuits imprimés efficaces. Compte tenu de la diversité des outils utilisés, les données peuvent être égarées ou définitivement perdues si elles ne sont pas sauvegardées régulièrement. Il est conseillé d'effectuer plusieurs sauvegardes de votre travail afin que, même en cas de corruption de l'une d'elles, les autres restent sécurisées.
Manque d'avis sur la conception
L'un des éléments les plus essentiels de la conception d'un PCB est la vérification de l'interconnexion des circuits et de son fonctionnement. Les revues de conception permettent d'éviter toutes sortes d'erreurs. L'évaluation de son propre travail est parfois biaisée ; c'est pourquoi il est essentiel de faire relire la conception du PCB par d'autres personnes, car elles pourraient repérer des erreurs que vous auriez pu ignorer.
Manque de communication
Le stress, le multitâche et la fatigue sont des facteurs fréquents lors de la production en série de circuits imprimés. Ces facteurs peuvent engendrer des problèmes de communication, susceptibles d'augmenter les coûts et les délais d'exploitation. Pour éviter cela, il est essentiel d'assurer une bonne communication entre tous les canaux. Cela contribuera à la conception et à la fabrication de circuits imprimés performants, répondant aux exigences de service souhaitées.
Top 7 des outils de conception de circuits imprimés
Il existe aujourd'hui de nombreux outils de conception de circuits imprimés sur le marché. Il est essentiel d'analyser attentivement et objectivement les principaux outils, puis de choisir celui qui répond à tous vos besoins. Voici les 7 principaux outils de conception de circuits imprimés les plus utilisés dans l'industrie :
1. Altium Designer
Avec des fonctionnalités puissantes comme la visualisation 3D avancée, la collaboration en temps réel et une intégration transparente avec la CAO mécanique, Altium Designer est le choix idéal pour la conception professionnelle de circuits imprimés. Malgré sa puissance, son prix est élevé, à partir de 355 $/mois.
2. Cadence Allegro
Cadence Allegro est spécialisé dans la conception de circuits imprimés complexes, tels que les cartes mères pour processeurs. Son expertise réside dans l'analyse de l'intégrité du signal et offre de nombreuses options de routage ainsi qu'une bibliothèque complète de composants. Sa clientèle cible est composée d'entreprises haut de gamme.
3. FacileEDA
EasyEDA est une solution web gratuite, utilisable en ligne et hors ligne. Elle prend en charge l'importation de fichiers depuis d'autres outils majeurs et intègre des fonctionnalités telles que l'inventaire des composants en temps réel et la visualisation 3D des circuits imprimés.
4. KiCAD
Pour les cartes de complexité faible à moyenne, il existe une alternative open source : KiCAD. Multiplateforme, visualisation 3D et communauté active, cet outil de routage polyvalent est idéal.
5. Aigle
Autodesk a acquis Eagle, qui propose des tarifs échelonnés, de la version gratuite à la version premium. Ses versions payantes sont équipées du routage automatique et sont compatibles avec Fusion 360.
6. Créateur de circuits
CircuitMaker, basé sur la technologie Altium, est gratuit et idéal pour les utilisateurs individuels et les petits projets. Il prend en charge jusqu'à 32 couches et inclut des fonctionnalités telles que le routage automatique topologique et les modes de routage interactifs.
7. PCB DesignSpark
DesignSpark PCB offre un accès abordable à des outils de conception de circuits imprimés avec des fonctionnalités avancées, disponibles sur abonnement (17.99 $/mois). Avec l'accès aux composants SnapEDA, il propose également des modèles de nomenclatures personnalisables.
Technologie MOKO est une référence en matière de conception et de fabrication de circuits imprimés. Nous utilisons des outils de pointe pour concevoir ses circuits imprimés et pouvons vous aider à concevoir des configurations adaptées à vos besoins spécifiques. Nous disposons d'une installation très sophistiquée pour une fabrication de qualité supérieure. PCBSi vous avez réussi à concevoir des circuits imprimés monocouches ou multicouches exceptionnels, mais que vous n'arrivez pas à concrétiser votre projet, pas d'inquiétude : nous avons la solution. Contactez-nous et nous nous chargeons du reste. À bientôt !
