Il ne fait aucun doute que la création schématique et PCB la mise en page sont des aspects fondamentaux du génie électrique, et il est logique que les ressources telles que les articles techniques, les notes d’application et les manuels soient souvent concentrées dans ces parties du processus de conception. Cependant, il ne faut pas oublier que si vous ne savez pas comment convertir le fichier de conception terminé en un circuit imprimé assemblé, le schéma et la disposition ne sont pas très utiles. Même si vous êtes un peu habitué à commander et à assembler des PCB, vous ne savez peut-être pas que certaines options peuvent vous aider à obtenir des résultats suffisants à moindre coût.

Je ne parlerai pas de la fabrication artisanale de PCB et je ne peux honnêtement pas recommander cette méthode. De nos jours, la fabrication professionnelle de circuits imprimés est très bon marché et pratique, et dans l’ensemble, le résultat est bien supérieur.

Je suis engagé depuis longtemps dans la conception de circuits imprimés indépendants et à faible volume, et j’ai progressivement acquis suffisamment d’informations pertinentes pour écrire un article assez complet sur le sujet. Néanmoins, je ne suis qu’une personne et je ne sais certainement pas tout, alors n’hésitez pas à prolonger mon travail via la section commentaires à la fin de cet article. Nous vous remercions de votre contribution.

Schéma de base

Le schéma est principalement composé de composants et de fils connectés de manière à produire le comportement électrique souhaité. Les fils deviendront des traces ou couleront du cuivre.

Ces composants incluent des empreintes (motifs de terrain), qui sont des ensembles de trous traversants et/ou de plots de montage en surface qui correspondent à la géométrie terminale de la pièce physique. Les empreintes peuvent également contenir des lignes, des formes et du texte. Ces lignes, formes et textes sont collectivement appelés sérigraphie. Ceux-ci sont affichés sur le PCB en tant qu’éléments purement visuels. Ils ne conduisent pas l’électricité et n’affecteront pas le fonctionnement du circuit.

La figure suivante fournit des exemples de composants schématiques et d’empreintes de circuits imprimés correspondantes (les lignes bleues indiquent les plages d’empreintes auxquelles chaque broche de composant est connectée).

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Convertir le schéma en disposition PCB

Le schéma complet est converti par un logiciel de CAO en un schéma de circuit imprimé composé de packages de composants et de lignes ; ce terme plutôt désagréable fait référence à des connexions électriques qui n’ont pas encore été converties en connexions physiques.

Le concepteur organise d’abord les composants, puis utilise les lignes comme guide pour créer des traces, des coulées de cuivre et des vias. Un trou traversant est un petit trou traversant qui a des connexions électriques avec différentes couches de PCB (ou plusieurs couches). Par exemple, un via thermique peut être connecté à la couche de terre interne, et un fil de cuivre de terre sera versé dans le bas de la carte).

Vérification : identifier les problèmes dans la disposition du PCB

La dernière étape avant le début de la phase de fabrication est appelée vérification. L’idée générale ici est que les outils de CAO essaieront de trouver les erreurs de mise en page avant qu’elles n’affectent négativement le fonctionnement de la carte ou n’interfèrent avec le processus de fabrication.

Il existe généralement trois types d’authentification (bien qu’il puisse y avoir plusieurs types) :

Connectivité électrique : Cela garantit que toutes les parties du réseau sont connectées via une sorte de structure conductrice.

Cohérence entre schéma et mise en page : cela va de soi. Je suppose que différents outils de CAO ont différentes manières d’obtenir cette forme de vérification.

DRC (Design Rule Check) : Ceci est particulièrement pertinent pour le sujet de la fabrication de PCB, car les règles de conception sont des restrictions que vous devez imposer à votre configuration pour assurer une fabrication réussie. Les règles de conception courantes incluent l’espacement minimal des traces, la largeur minimale des traces et le diamètre minimal du foret. Lors de la disposition du circuit imprimé, il est facile de violer les règles de conception, surtout lorsque vous êtes pressé. Par conséquent, assurez-vous d’utiliser la fonction DRC de l’outil de CAO. La figure ci-dessous présente les règles de conception que j’ai utilisées pour la carte de commande du robot C-BISCUIT.

Les fonctions PCB sont répertoriées horizontalement et verticalement. La valeur à l’intersection des lignes et des colonnes correspondant aux deux caractéristiques indique la séparation minimale (en mils) entre les deux caractéristiques. Par exemple, si vous regardez la ligne correspondant à « Board » puis passez à la colonne correspondant à « Pad », vous constaterez que la distance minimale entre le pad et le bord de la planche est de 11 mils.