Comprendre les bases de la conception des PCB (1)

Pour devenir un concepteur compétent, il est essentiel de connaître les bases de la conception de PCB. Comprendre la sélection correcte des composants, la vérification du schéma et le contrôle qualité final est vital pour la réussite de la conception.
Conception de PCB en bref

La conception d'une carte de circuit imprimé commence par la création d'un schéma de principe initial. Le schéma de principe est ensuite converti en conception schématique à l'aide d'un logiciel appelé CAO. Les schémas sont la représentation des symboles des composants ainsi que des connexions Internet qui les relient. Les nets sont les lignes de trace qui se trouvent sur les cartes.

La pré-implantation est l'étape suivante du processus de conception. Vous devrez vous assurer que la nomenclature (nomenclature) du schéma est vérifiée pour les composants avec des délais de livraison longs ainsi que les composants obsolètes. La validation implique la confirmation des numéros de pièces des fabricants (MPN) ainsi que du numéro de pièce des fournisseurs (VPN). Cette étape implique également la conception de l'empilement.
L'étape suivante est ensuite la phase de conception de PCB. Cela implique de définir les paramètres de la carte et de déterminer le contour et le routage des composants, puis de générer la documentation de production à l'aide d'une liste de contrôle de conception appropriée.
Principes de base de la conception de PCB
Lors de la création d'un tout nouveau PCB, il est important de respecter les principes de base de la conception. Si cela n'est pas fait, cela peut créer une mauvaise conception, ce qui sera extrêmement difficile à réaliser. Il est donc important de connaître les idées suivantes :

Sélectionnez les composants et les tailles de boîtiers appropriés
En tant que concepteur de cartes, vous devez rechercher en profondeur la nomenclature et étudier les composants qui composent la conception. Si vous avez suffisamment d'espace sur votre carte, vous pouvez choisir des composants plus puissants pour les résistances ainsi que les condensateurs. Il est préférable de choisir des tailles de condensateur/résistance 0603 ou 0805 plutôt que 0402 ou 0201. Choisissez un des modèles de boîtier de plus petite taille de la pièce si vous rencontrez des problèmes d'espacement. De plus, sélectionnez le composant et le boîtier appropriés en fonction de la tension, du courant et de la fréquence.
Des composants plus petits sont produits par divers fabricants. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants alternatifs sans modifier la conception ou la disposition afin de fournir une solution rapide pour les pièces qui ne sont pas facilement disponibles.
De plus, il est essentiel de déterminer la taille appropriée de l'emballage lors de la phase de conception de PCB. Il est conseillé de sélectionner des boîtiers plus petits uniquement lorsque cela est absolument nécessaire, sinon, sélectionnez des boîtiers plus grands. L'utilisation de trop de petits boîtiers de composants pourrait causer des problèmes lors de l'assemblage des cartes de circuits et causer des problèmes de nettoyage et de travail.

Lorsque vous avez déterminé la taille parfaite pour votre boîtier, vous pouvez sélectionner des composants qui appartiennent à la même catégorie de densité.
N'utilisez pas de composants avec des délais de livraison longs.
L'incapacité à fournir des composants pourrait entraîner des retards importants. Par conséquent, il est recommandé de vérifier la disponibilité lors de la vérification de l'espacement des composants. Si le composant que vous cherchez à acheter a un long délai de livraison, achetez-le dès que possible. Il est avantageux d'avoir d'autres composants qui ont des empreintes identiques. Les fournisseurs d'assemblage peuvent également acquérir les composants les plus largement disponibles pour s'assurer que chaque composant sera disponible au moment de la fabrication des cartes.

Vérifications schématiques

Un schéma est un schéma de circuit organisé qui montre les connexions électriques entre différents composants électroniques.
Les bases de la conception schématique sont souvent ignorées. Vérifiez ce qui suit :
• Vérification des numéros de broches et des étiquettes dans les symbologies des composants

• Un test de polarité pour tous les composants polarisés.

• Étiquettes qui se chevauchent et broches
• S'assurer que les broches de base, de collecteur et d'émetteur sont conformes aux symboles schématiques, aux fiches techniques et au boîtier d'empreinte
• Validation de la valeur du composant et de l'emplacement ainsi que des désignations de référence
• Descriptions des symboles dans le schéma
• Connecteurs hors page

• Examen de la référence à la feuille interne
• Vérifiez le condensateur de découplage pour la présence de tous les circuits intégrés Séparation des broches de masse en fonction du type de signal (analogique numérique, masse numérique)
• Vérifications de la liste de connexions pour la précision de la conception et les connexions incorrectes

Consultez notre article sur les vérifications de la liste de connexions et des schémas pour vous assurer que les conceptions sont sans erreur afin de comprendre les vérifications préliminaires, les vérifications schématiques, les vérifications de connectivité, les vérifications ERC.
Des points de test sont ajoutés à tous les signaux importants
La conception pour le test est nécessaire pour tester la conductivité électrique de la carte de circuit. Il est important d'ajouter des points de test pour tous les signaux importants afin de faciliter les tests de conductivité électrique (E-test) et les tests en circuit (ICT). Soyez conscient de ce qui suit :
1. Côté de la carte : si possible, tous les points de test doivent être placés au même endroit des deux côtés des cartes afin de faciliter les tests.

2. Distance minimale entre les points de test : La distance minimale entre les points de test est de 0,100 pouce. Cela augmente l'efficacité des tests.
3. Distribution des points de test La distribution des points de test de manière égale sur les cartes de circuits aide aux tests à l'aide de plusieurs sondes.

4. Zone pour les composants plus grands La désignation de la zone qui est désignée pour les composants plus grands accélérera les tests.

5. Les tolérances de fabrication : Assurez-vous de prendre en compte les tolérances de fabrication lors de la conception de la disposition qui permettra une zone pour les points de test.
Assurez-vous que votre nomenclature est à jour lors de la conception
Une nomenclature est une liste détaillée de toutes les pièces nécessaires pour fabriquer un article. Assurez-vous que votre nomenclature est à jour pendant que vous effectuez votre conception, et si vous apportez des modifications à vos conceptions, assurez-vous que vous avez reflété les modifications sur la nomenclature. Par exemple, si vous modifiez le numéro de pièce dans votre schéma, assurez-vous de mettre également à jour votre nomenclature.
Avant de vérifier le fichier de nomenclature, assurez-vous que tous les composants actifs sont inclus. Les pièces doivent être vérifiées en ce qui concerne certains champs, dont nous parlerons la prochaine fois.