Les dix règles de conception les plus efficaces que les ingénieurs en conception électronique doivent garder à l'esprit et appliquer lorsqu'ils utilisent des logiciels de conception pour la conception de circuits imprimés et la fabrication commerciale.
Les ingénieurs n'ont pas besoin d'appliquer ces règles par ordre chronologique ou par importance relative ; leur simple respect peut considérablement améliorer la conception du produit.
Règle 1 : Choisir la bonne grille
Définissez et utilisez toujours l'espacement de grille adapté au plus grand nombre de composants.
Bien que les grilles multiples semblent efficaces, une meilleure réflexion dès le début de la conception du circuit imprimé permet aux ingénieurs d'éviter les difficultés liées au réglage de l'espacement et d'optimiser l'utilisation des circuits imprimés.
Comme de nombreux appareils utilisent plusieurs tailles de boîtier, les ingénieurs doivent utiliser les produits les plus adaptés à leurs propres conceptions.
De plus, les polygones sont essentiels pour le cuivrage des circuits imprimés. Les circuits imprimés multi-grilles produisent généralement des écarts de remplissage polygonal lors du cuivrage polygonal. Bien que moins courant que le cuivrage mono-grille, ce procédé peut prolonger la durée de vie du circuit imprimé.
Règle 2 : Privilégier le chemin le plus court et le plus direct
Cela paraît simple et banal, mais il est important de le garder à l'esprit à chaque étape, même si cela implique de modifier la disposition du circuit imprimé pour optimiser la longueur de câblage.
Cela est particulièrement vrai pour les circuits analogiques et numériques à haut débit, où les performances du système sont toujours partiellement limitées par l'impédance et les effets parasites.
Règle 3 : Utiliser des plans d'alimentation pour gérer la distribution des lignes d'alimentation et de masse autant que possible
Le cuivre des plans d'alimentation est l'option la plus rapide et la plus simple pour la plupart des logiciels de conception de circuits imprimés. En connectant un grand nombre de fils en commun, vous garantissez une alimentation en courant avec un rendement optimal et une impédance ou une chute de tension minimale, tout en assurant un chemin de retour à la masse adéquat.
Si possible, vous pouvez également faire passer plusieurs lignes d'alimentation au même endroit de la carte. Assurez-vous que le plan de masse couvre la majeure partie d'une couche du circuit imprimé, ce qui favorise l'interaction entre les lignes passant sur les couches adjacentes.
Règle 4 : Regroupez les composants associés avec les points de test requis
Par exemple, placez les composants discrets nécessaires aux amplificateurs opérationnels OpAmp à proximité du composant afin que les condensateurs et résistances de dérivation puissent fonctionner avec lui sur la même masse. Cela permet d'optimiser la longueur de câblage mentionnée dans la règle 2 et facilite les tests et la détection des défauts.
Règle 5 : Répétez la carte requise plusieurs fois sur une autre carte plus grande pour l'assemblage du circuit imprimé
Choisir la taille la mieux adaptée à l'équipement utilisé par le fabricant peut contribuer à réduire les coûts de prototypage et de fabrication. Commencez par disposer la carte sur un panneau, contactez le fabricant pour connaître ses spécifications de taille préférées pour chaque panneau, puis modifiez vos spécifications de conception et essayez de reproduire votre conception plusieurs fois dans ces tailles de panneau.
Règle 6 : Consolider les valeurs des composants
En tant que concepteur, vous choisirez des composants discrets de valeurs plus ou moins élevées, mais de performances équivalentes. En consolidant les composants dans une plage de valeurs standard plus restreinte, vous pouvez simplifier la nomenclature et potentiellement réduire les coûts.
Si vous disposez d'une série de produits PCB basés sur des valeurs de composants préférées, cela vous aidera également à prendre les bonnes décisions en matière de gestion des stocks à long terme.
Règle 7 : Effectuer autant que possible des vérifications des règles de conception (DRC)
Bien que l'exécution de la fonction DRC sur le logiciel PCB soit rapide, dans les environnements de conception plus complexes, effectuer systématiquement des vérifications pendant le processus de conception permet de gagner un temps précieux et constitue une bonne habitude à conserver. Chaque décision de routage est cruciale, et la réalisation de DRC permet de se rappeler à tout moment le routage le plus important.
Règle 8 : Utilisation judicieuse de la sérigraphie
La sérigraphie permet de marquer toutes sortes d'informations utiles pour les fabricants de cartes, les ingénieurs de test, les installateurs ou le personnel de mise en service des équipements.
En plus d'indiquer clairement les fonctions et les étiquettes des points de test, marquez l'orientation des composants et des connecteurs autant que possible, même si ces notes sont imprimées sur la face inférieure des composants utilisés sur la carte (après assemblage).
Exploitez pleinement la technologie de sérigraphie sur les faces supérieure et inférieure de la carte afin de réduire les doublons et de rationaliser le processus de production.
Règle 9 : Choix impératif des condensateurs de découplage
N'essayez pas d'optimiser votre conception en évitant de découpler les lignes électriques et en vous basant sur les valeurs extrêmes de la fiche technique du composant.
Les condensateurs sont peu coûteux et durables. Vous pouvez donc consacrer un maximum de temps à leur assemblage, tout en respectant la règle 6 et en utilisant des plages de valeurs standard pour gérer votre stock.
Règle 10 : Générer les paramètres de fabrication des circuits imprimés et les vérifier avant de les soumettre à la production
Bien que la plupart des fabricants de cartes se fassent un plaisir de les télécharger et de les vérifier directement pour vous, il est préférable de générer vous-même le fichier Gerber et de vérifier qu'il est conforme à vos attentes à l'aide d'un visualiseur gratuit afin d'éviter tout malentendu.
En effectuant cette opération vous-même, vous pourrez même détecter des erreurs involontaires et éviter des productions coûteuses avec des paramètres erronés.
Conclusion
À mesure que les conceptions de circuits sont de plus en plus partagées et que les équipes internes s'appuient de plus en plus sur des conceptions de référence, des règles de base comme celles décrites ci-dessus continueront d'être essentielles à la conception de circuits imprimés, et nous pensons qu'elles sont essentielles pour la conception de circuits imprimés.
Grâce à ces règles de base, les développeurs disposent d'une grande flexibilité pour optimiser la valeur de leurs produits et tirer le meilleur parti des cartes qu'ils fabriquent. Même pour les concepteurs de cartes novices, garder ces règles de base à l’esprit peut accélérer le processus d’apprentissage et augmenter la confiance.
