Technologie PCB - Les 10 règles d'or de la conception de carte PCB

Bien que les niveaux actuels d'intégration des semi - conducteurs soient de plus en plus élevés, que de nombreuses applications soient prêtes à utiliser des systèmes sur puce et que de nombreuses cartes de développement puissantes et prêtes à l'emploi soient de plus en plus disponibles, les applications de l'électronique dans de nombreux cas d'utilisation nécessitent toujours l'Utilisation de circuits imprimés personnalisés. Dans le développement jetable, même un morceau de PCB ordinaire peut jouer un rôle très important. Les PCB sont la plate - forme physique de la conception et la partie la plus flexible de la conception des composants originaux d'un système électronique. Cet article présentera quelques règles d'or pour la conception de PCB. La plupart de ces règles n'ont pas changé depuis la création de la conception commerciale de PCB il y a 25 ans et elles sont largement applicables à une variété de projets de conception de PCB, qu'il s'agisse de jeunes ingénieurs en conception électronique ou d'ingénieurs plus établis. Les fabricants de cartes de circuit imprimé ont un grand rôle d'orientation.

Le contenu suivant de cet article présente les dix règles de conception les plus efficaces que les ingénieurs en conception électronique devraient garder à l'esprit et pratiquer lors de l'utilisation de logiciels de conception pour la conception de schémas de configuration de PCB et la fabrication commerciale. Les ingénieurs n'ont pas besoin d'appliquer ces règles dans l'ordre chronologique ou l'importance relative. Ils ont juste besoin de suivre tous ces principes pour changer radicalement la conception du produit.

Règle 1: Choisissez le bon ensemble de grilles et utilisez toujours un espacement de grille qui correspond à la plupart des composants. Bien que le multi - Grid semble être efficace, si les ingénieurs peuvent penser plus tôt dans la conception de la mise en page de PCB, ils peuvent éviter les problèmes rencontrés dans les paramètres d'espacement et maximiser l'utilisation de la carte. Étant donné que de nombreux appareils utilisent plusieurs tailles d'emballage, les ingénieurs devraient utiliser le produit le plus propice à leur propre conception. De plus, les polygones sont très importants pour le cuivre de la carte. Lorsqu'on utilise du cuivre polygonal, les cartes à grille multiple présentent généralement un écart de remplissage polygonal. Bien qu'il ne soit pas aussi standard que basé sur un seul réseau électrique, il peut fournir plus que la durée de vie requise de la carte.

Règle 2: Gardez le chemin le plus court et le plus direct. Cela semble simple et courant, mais cela doit être gardé à l'esprit à chaque étape, même si cela signifie changer la disposition de la carte pour optimiser la longueur de câblage. Ceci s'applique en particulier aux circuits analogiques et numériques à haut débit, dont les performances du système sont toujours partiellement limitées par l'impédance et les effets parasites.

Règle 3: utilisez la couche d'alimentation autant que possible pour gérer la distribution des lignes d'alimentation et des lignes de terre. Power Layer Copper est une option plus rapide et plus facile pour la plupart des logiciels de conception de PCB. En connectant un grand nombre de fils ensemble, il est possible d'assurer la fourniture d'un courant avec le rendement le plus élevé et une impédance ou une chute de tension minimale, tout en fournissant un chemin de retour à la terre suffisant. Si possible, vous pouvez également exécuter plusieurs lignes d'alimentation dans la même zone de la carte pour confirmer si la couche de terre couvre une grande partie d'une certaine couche du PCB, ce qui favorise l'interaction entre les lignes en cours d'exécution sur les couches adjacentes.

Règle 4: Combinez les composants pertinents avec les points de test requis. Par exemple: placer les composants discrets nécessaires à l'amplificateur opérationnel OPAMP plus près de l'appareil afin que les condensateurs de dérivation et les résistances puissent fonctionner avec eux au même endroit, contribuant ainsi à optimiser la longueur de câblage mentionnée dans la deuxième règle, tout en permettant des tests et la détection de défauts.

Règle 5: Copiez la carte désirée plusieurs fois sur une autre carte plus grande pour l'orthographe de PCB. Choisir la taille de l'équipement qui convient le mieux à l'utilisation du fabricant aidera à réduire les coûts de prototypage et de fabrication. Commencez par faire la disposition de la carte sur les panneaux, contactez le fabricant de la carte pour obtenir les spécifications de taille préférées pour chaque panneau, puis modifiez vos spécifications de conception et essayez de répéter votre conception plusieurs fois dans ces tailles de panneau.

Règle 6: intégrer les valeurs des composants. En tant que concepteur, vous choisirez des composants discrets avec des valeurs de composant plus élevées ou inférieures, mais avec les mêmes performances. L'intégration dans une gamme plus petite de valeurs standard permet de simplifier la liste des matériaux et de réduire les coûts. Si vous avez une gamme de produits PCB basés sur la valeur de vos composants préférés, cela vous aidera davantage à prendre les bonnes décisions de gestion des stocks dans une perspective à long terme.

Règle 7: effectuez autant de vérifications de règles de conception (DRC) que possible. Alors que l'exécution de la fonction DRC sur un logiciel de carte PCB ne prend que peu de temps, dans des environnements de conception plus complexes, il est possible de gagner beaucoup de temps en vérifiant tout le temps pendant la conception. C'est une bonne habitude à garder. Chaque décision de câblage est cruciale, et en mettant en œuvre le RDC, vous pouvez toujours vous rappeler ce qui compte le plus.

Règle 8: utilisation flexible de la sérigraphie. La sérigraphie peut être utilisée pour marquer toutes sortes d'informations utiles pour une utilisation future par les fabricants de cartes de circuit imprimé, les ingénieurs de service ou de test, les installateurs ou les débogueurs d'équipement. Il est important de marquer non seulement les fonctions claires et les étiquettes de points de test, mais aussi, autant que possible, l'orientation des composants et des connecteurs, même si ces notes sont imprimées sur la face inférieure des composants utilisés sur la carte (après l'assemblage de la carte). L'application complète de la technologie d'impression d'écran sur la surface supérieure et inférieure de la carte peut réduire le travail répétitif et simplifier le processus de production.

Règle 9: un condensateur de découplage doit être sélectionné. N'essayez pas d'optimiser la conception en évitant de déconnecter le cordon d'alimentation et en vous basant sur les valeurs limites de la fiche technique du composant. Les condensateurs sont bon marché et durables. Vous pouvez passer autant de temps que possible à assembler le condensateur. Dans le même temps, suivez la règle 6 et utilisez la fourchette de valeur standard pour garder votre inventaire bien rangé.

Règle 10: les paramètres de fabrication des PCB sont générés et vérifiés avant d'être soumis à la production. Bien que la plupart des fabricants de cartes soient heureux de télécharger directement et de vérifier pour vous, il est préférable de sortir le fichier gerber en premier et de vérifier s'il fonctionne comme prévu à l'aide d'une visionneuse gratuite pour éviter les malentendus. Avec une vérification personnelle, vous pouvez même trouver des erreurs négligentes, évitant ainsi les pertes résultant de la production terminée selon les paramètres incorrects.