Routage tout angle : Dans quels cas l'utiliser ?

Les outils de CAO ont beaucoup évolué depuis l'avènement des ordinateurs personnels. Désormais, les fonctionnalités de routage avancées, comme les auto-routers, le routage interactif, le réglage de longueur et l'inversion des broches, permettent aux concepteurs de rester productifs, surtout lorsque les densités des dispositifs et des pistes augmentent. Avec des outils classiques de topologie, le routage est normalement limité à des angles à 45 degrés ou droits, mais un logiciel de conception de circuits imprimés plus avancé permet aux utilisateurs de router à tout angle de leur choix.

Alors, quel type de routage utiliser, et quels sont les avantages du routage tout angle ? Comme pour de nombreuses questions d'ingénierie, le passage d'une piste à géométrie classique à un routage tout angle entraîne un ensemble de compromis, et le routage tout angle est plus adapté dans certaines conceptions que dans d'autres. Espérons que les conseils compilés ici puissent vous aider à sav quand utiliser le routage tout angle dans votre prochain circuit imprimé.

Qu'est-ce que le routage tout angle ?

Comme son nom l'indique, le routage tout angle permet à un concepteur de router une piste à n'importe quel angle de son choix, même le long d'une courbe complexe. Les outils de routage interactifs des logiciels de conception de circuits imprimés de haute qualité comprendront une fonctionnalité permettant de définir un arc pour router une courbe, ou de simplement faire glisser le point de terminaison d'une piste le long de la direction souhaitée. Cela élimine la contrainte conditionnelle où les pistes ont été routées à des angles de 45 degrés et à angles droits.

Même si le routage à 45 degrés et à 90 degrés donne des pistes plus organisées et plus agréables à regarder, ce n'est pas la seule façon de router vos signaux. Le principal avantage du routage tout angle est de pouvoir réduire les décalages de longueur entre les groupes de pistes asymétriques, ce qui permet d'économiser de l'espace sur la carte et de réduire la quantité de méandres de pistes nécessaires à l'adaptation de la longueur.

Dans certains cas, la capacité de router le long d'une ligne relativement droite peut éliminer le recours à deux trous d'interconnexion ou plus sur une piste de signaux. Il peut aussi servir à surmonter un problème qui se présente lors de l'utilisation d'un routeur automatique sans assistance, appelé clinchage. L'utilisation créative de vias avec un routage tout angle vous permet d'éviter le routage autour d'un autre groupe de pistes et de vias. Au lieu de cela, vous pouvez router directement entre deux points de la couche de surface ou avec un nombre réduit de transitions de couches.

Routage sur les courbes : Placement d'un arc dans un routage tout angle

Le routage des pistes avec un arc peut s'avérer un schéma intéressant, qui apporte quelques avantages sur certaines cartes. En particulier, sur une carte circulaire, le routage le long d'un arc vous permet de gagner de l'espace au fur et à mesure que vous routez des pistes le long de l'extérieur de la carte. C'est une meilleure solution que le routage octogonal car vous pouvez réduire la taille totale de la carte, intégrer plus de pistes dans un espace donné, ou intégrer plus de composants dans un agencement serré.

Le routage tout angle avec des arcs circulaires n'est pas une décision qui exclut d'autres solutions ; vous pouvez utiliser ensemble des segments droits et des arcs sur une la même piste si vous avez accès aux bons outils de routage. Vous pourrez ainsi résoudre quelques problèmes de routage intéressants, pas seulement le routage le long d'une carte courbe. Voici deux exemples qui illustrent ceci, que je voudrais présenter brièvement.

Dans le premier cas, il y a une carte carrée ou rectangulaire, et un grand composant carré ou rectangulaire est incliné le long de la diagonale de la carte (c.-à-d. à 45 degrés par rapport au bord de la carte). Dans ce cas, l'utilisation d'un routage tout angle pour contourner les pads du composant vous permet de réaliser un routage vers des pistes droites avec moins d'espace et/ou une densité de pistes plus élevée par rapport à l'utilisation d'un routage standard à 45 degrés.

Routage tout angle entre les circuits imprimés

Il y a un autre avantage à cela, même s'il n'est peut-être pas évident en regardant l'image ci-dessus. Supposons que les 5 pistes de signal qui se séparent du circuit intégré central doivent être adaptées en longueur. Si nous devions utiliser des virages à 45 degrés dans l'image ci-dessus, le décalage de longueur entre les pistes parallèles serait plus important, donc les pistes internes devraient suivre plus de méandres avant d'atteindre les circuits imprimés en aval. Le routage le long d'un arc circulaire entre la partie à 45 degrés et la partie droite de la piste est plus court que le routage le long de lignes droites, ainsi tout décalage de longueur entre ces 5 pistes est réduit. Si le temps de montée du signal est assez long, il se peut que la correspondance de longueur ne soit pas nécessaire.

Branchements des boitiers matriciels à billes (BGA) et des paires différentielles

Avec un boîtier à billes, vous pouvez aussi utiliser le routage tout angle lorsque vous contournez les pads de votre composant. Votre schéma de routage pourrait ainsi être plus souple qu'en utilisant simplement des dog bone fanout. Lorsqu'il est combiné avec le cas du routage en arc et un composant rotatif montré ci-dessus, vous pouvez sortir d'un boîtier à billes de n'importe quelle manière souhaitée.

Si vous routez des paires différentielles selon une norme de signal particulière, vous pouvez tout de même utiliser le routage tout angle, même si vous devrez maintenir un couplage cohérent et symétrique sur la longueur de la paire afin de répondre aux exigences d’impédance différentielle. Cependant, si l'on tient compte des avantages du routage en arc présentés ci-dessus, il est possible de réduire les différences de longueur lors du routage de groupes de paires différentielles sur votre carte.

Le routage tout angle est une bonne alternative aux dog bone fanout

Tout comme les autres outils de routage, le routage tout angle n'est pas forcément adapté à toutes les situations, mais il apporte plus de souplesse à votre schéma de routage sur différentes cartes. Les fonctionnalités de routage interactives d’Altium Designer^® sont idéales pour mettre en œuvre tous les types de routage que vous pouvez imaginer. Les fonctionnalités de routage d'Altium Designer vérifient automatiquement le respect de vos règles de conception au fur et à mesure de la création de votre topologie.

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