GLOSSAIRE DE CARTE IMPRIMÉE ET TERMINOLOGIES PCB POUR ALTIUM DESIGNER

Zachariah Peterson
|  Créé: January 9, 2020

Apprendre qu’est-ce qu’un PCB et mieux comprendre sa conception avec le glossaire de circuits électroniques

ALTIUM DESIGNER

Lorsqu’on travaille avec un outil logiciel de conception PCB, il est mieux de savoir avec quoi nous travaillons.

Que vous soyez simplement débutant dans le secteur de la conception de PCB, ou que vous y travailliez depuis un long moment, il est plus que probable que vous soyez confronté à de la terminologie avec laquelle vous n’êtes pas familier. Il y a des termes techniques dans le secteur de la conception électronique auxquels il se peut que vous n’ayez jamais été exposé. Par exemple, si vous n’avez jamais conçu de circuits flexibles, il se peut que vous ne sachiez pas que le matériau de base de ces conceptions est un film de polymères flexibles. Il existe aussi des mots descriptifs qui sont présents depuis si longtemps que vous ne connaissez peut-être pas leur origine. Par exemple, pourquoi la carte de circuits imprimées principale d’un micro-ordinateur s’appelle une « carte-mère » et pas autrement ?

Pour vous aider, nous avons compilé un glossaire de cartes imprimés et de certains mots et termes les plus communs utilisés dans le secteur de la conception PCB. Il ne s’agit pas d’une liste complète, mais cela devrait vous aider pour commencer à comprendre la nature de certains éléments.

Définitions PCB Schématiques

Le secteur de la conception de circuits imprimés est remplie de terminologie relative au PCB, à un point tel qu’une liste géante peut revêtir un aspect accablant. Pour vous aider, nous allons simplement limiter ces listes aux domaines généraux de la conception PCB. Pour démarrer, voici quelques termes généraux qui sont utilisés dans le secteur :

ASCII : « American Standard Codes for Information Interchange »

Maison d’assemblage : Une usine qui monte les composants sur les PCB.

Carte : Une carte de circuit imprimé.

CAO : Conception assistée par ordinateur. Les outils CAO sont utilisés pour concevoir les PCB à manufacturer.

Circuit : Un groupe de composants électriques qui, lorsqu’ils sont connectés ensemble, réalisent une fonction spécifique.

Composants : Les dispositifs ou les éléments représentés comme symbole sur le schéma dans les empreintes physiques seront placées sur un modèle de PCB.

CVA : Conception en vue de l’assemblage : conception des spécifications qui ciblent le processus d’assemblage de la PCB.

CVM : Conception en vue de la manufacture : concevoir une PCB afin qu’elle puisse être fabriquée.

CPT : Conception pour test : concevoir une PCB afin que des tests spécifiques puissent être réalisés.

CAO électronique : Conception assistée par ordinateur pour l'électronique.

Connexion électrique : Lorsque deux parties de circuits ou d’avantages sont connectés et conduisent des signaux électriques.

Maison de fabrication : Une usine qui construit la PCB.

Circuit flexible : Une carte de circuits réalisée à partir d’un film de polymère flexible lui permettant de se tordre pour fonctionner autour d’obstacles ou pour s’intégrer dans d’autres cartes de circuits ou d’autres appareils.

Conception haute vitesse : Conception d’une carte de circuit imprimé afin que les signaux à haute fréquence ou à grande vitesse soient transférés à fonctionnalité de crête sans dégradation du signal à cause d’une diaphonie ou d’autres interférences.

CI : Circuit intégré ; un package électronique qui contient de multiples composants.

Processus de manufacture : Un terme général qui fait à la fois référence à l’assemblage et à la fabrication d’une PCB.

MCM : Module multipuce. Un package qui contient deux CI ou plus connectés ensemble.

PCB multi-couches : Une PCB qui contient plus de deux (haut et bas) couches.

PCA : Un assemblage de circuit imprimé (Printed Circuit Assembly)

PCB : Une carte de circuit imprimé (Printed Circuit Board)

Assemblage PCB : Le processus de soudure et de fixation des composants sur une PCB fabriquée pour la transformer en PCA.

Carte de circuit imprimé : Une structure mécanique faite de couches de matériaux à cœur diélectrique et de couches de connexions métalliques pour supporter et connecter des composants électriques pour compléter les circuits.

Conception PCB : Le processus de présentation d’une carte de circuit imprimé à partir d’un schéma.

Fabrication de PCB : Le processus de création d’une PCB à partir de matériaux de base.

Présentation de PCB : Le processus de placement des composants et de routage des tracés pour créer une carte de circuit imprimé.

Carte de câblage imprimé : Identique à une carte de circuit imprimé.

Assemblage de câblage imprimé : Identique à un assemblage de circuit imprimé.

CMS : Composant pour montage en surface

TMS : Technique du montage en surface.

Soudure : Alliage à faible point de fusion utilisé pour jeter des métaux tels que les fils des composants sur les plaques métalliques d’une PCB.

Substrat : Une substance ou une couche sous-jacente. Dans une PCB, celle-ci est réalisée en matériaux laminés tel que spécifié dans IPC-2221.

Technique du montage en surface : Composants dont les fils sont soudés sur les plaques de surface qui représentent les empreintes sur la PCB.

Montage par insertion : Composants dont les fils sont insérés et soudés dans des trous percés qui représentent les empreintes sur la PCB.

Tableau de connexions : Une carte de circuit qui est monté avec des broches qui sont physiquement câblées ensemble dans un processus appelé « guipage de câbles ».

Pour démarrer la conception, un concepteur de circuit créé le design et dessine le circuit dans un outil de capture schématique, représentant les composants et leurs connexions. En utilisant le schéma, un concepteur de modèles de PCB utilise le schéma pour importer les composants et les connexions de réseau dans un outil de modèles PCB. Une fois importés, les réseaux et les empreintes de composants sont utilisées pour concevoir le modèle de la PCB. Voici quelques définitions qui sont associées au processus de capture de schéma :

Composants actifs : Les composants sur une PCB qui sont capables de contrôler le flux électrique via des moyens de signal électrique externe, tels que des transistors

ASIC : Circuit intégré personnalisé (Application-specific integrated circuit).

Condensateur : Un composant électronique passif qui consiste en deux plaques conductrices séparées par un diélectrique isolé. Les plaques stockent du voltage jusqu’à leur décharge.

Capacitance : La quantité de charge pouvant être stocké à un voltage donné.

CMOS : Semi-conducteur complémentaire à l'oxyde de métal (complementary metal-oxide semiconductor). Il s’agit d’une architecture de transistor commune .

Courant : La quantité de charge qui circule à travers un point ou un dispositif donné.

FPGA : Circuit logique programmable (Field Programmable Gate Array).

Impédance : La mesure de l’opposition au flux électrique dans les systèmes CA en

unité Ohm. Comprend la résistance et la réactance.

DEL : Diode électroluminescente.

Branches : Les connexions sur un schéma qui créent la liaison entre les broches des composants.

Composants passifs : Les éléments d’une carte de circuit qui ne produisent ni de contrôlent activement les signaux tels que les circuits imprimés, et qui ont plutôt un effet passif sur le circuit. Les résistors et les condensateurs sont des exemples de composants passifs.

Résistance : une mesure de l’opposition au flux électrique dans les systèmes DC, mesurée en Ohm.

Résistor : Un composant qui est conçu pour résister à une portion de la quantité de

courant électrique qui passe à travers lui.

Semi-conducteur : Un dispositif électronique tel qu’un transistor, une diode, ou un circuit intégré fabriqué à partir de matériaux semi-conducteurs.

SPICE : « Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ». Un simulateur pour analyser les signaux dans un schéma.

Transistor : Un dispositif basique de contrôle actif à l’état solide qui permet ou empêche le flux électrique entre deux terminaux, selon le voltage ou le courant délivré à un troisième terminal.

TTL : Logique transistor-transistor (Transistor-to-Transistor Logic).

Volt : L’unité de mesure pour le potentiel électrique entre deux points. Un potentiel électrique de 1 volt poussera un courant de 1 ampère à travers une charge résistive de 1 ohm.

METTRE LES DÉFINITIONS SCHÉMATIQUES AU TRAVAIL

Maintenant que nous avons vu quelques éléments de terminologie associés à la conception PCB et la capture schématique, abordons quelques spécificités sur la création d’un schéma.

Voici quelques astuces pour organiser votre schéma afin qu’il réponde au mieux aux besoins d’une conception à grande vitesse.

En savoir davantage sur les différentes considérations à prendre en compte pour créer un schéma.

Création du schéma d’un concept PCB en s’appuyant sur un glossaire de carte imprimé clair.

Création du schéma d’un concept PCB en s’appuyant sur un glossaire de carte imprimé clair.

Glossaire Sur La Conception De Modèle De PCB

Dès que votre schéma est complet, vous êtes prêt à lancer le modèle physique de votre conception de PCB. Pour démarrer, vous allez certainement vouloir en savoir davantage concernant les éléments, les processus et les matériaux avec lesquels vous allez travailler :

Plaquette annulaire : Le disque plaqué de métal autour d’un trou foré dans une PCB. Le

diamètre externe fait la taille de la plaquette métallique, tandis que le diamètre interne équivaut à la taille de l’orifice (plaqué).

BGA : Boîtier à billes (Ball grid array) ; un package de composants.

Broches de composants : Les pattes métalliques d’un composant électrique qui connectent

l’intérieur du dispositif aux plaquettes de soudure d’une PCB.

Placement de composant : Le processus au cours duquel le concepteur de PCB dispose les

modèles de composants sur une conception PCB dans un système de CAO.

Matériau conducteur : Un métal, tel que le cuivre, qui est utilisé pour les pistes, les vias, et les plaquettes sur une PCB pour conduire les signaux électriques.

Conducteurs : Les pistes ou les parties de métal solides sur une PCB qui conduisent les signaux électriques.

Cuivre : Un métal utilisé dans la fabrication de PCB pour sa faible résistance à la

conduction de signaux électriques.

Zone transversale : Un espace 2D. Utilisé pour visualiser les couches et la construction internes d’une PCB.

Diélectrique : Un matériau d’isolation utilisé dans les PCB pour limiter l’interférence électrique entre les couches adjacentes. Aussi utilisé entre les plaques des condensateurs pour empêcher le flot de courant à travers le dispositif.

DIP : Boîtier à double rangée de connexions (Dual In-line Package), un package de composants.

VRD : Vérification des règles de dessin. Réalisé pour s’assurer que la conception n’a aucun dégagement, dimension ou autre violation pouvant empêcher sa fabrication.

Boîtier à double rangée de connexions : Un composant électrique avec deux rangées de broches.

FCC : Commission fédérale des communications. Une organisation qui définit les règles et les réglementations en matière de PCB qui contiennent des dispositifs qui irradient de l’énergie.

Dissipateur thermique : Un dispositif mécanique connecté à un composant qui produit de la chaleur afin de conduire la chaleur à l’écart de celui-ci.

Orifice : Dans une carte de circuit, l’orifice est soit foré soit meulé (routé) et peut être plaqué ou non par du métal. Peut être utilisé pour la conduction, comme avec les vias, ou pour l’assemblage.

Matériau d’isolation : Voir « diélectrique ».

Couche : Les différentes couches métalliques d’une PCB. Il peut s’agir de couches pour les signaux (pistes) ou de couches planes. Bien que chaque couche métallique possède sa couche diélectrique et/ou prepreg entre deux, normalement seules les couches métalliques sont appelées « couche » dans une PCB.

Languettes : Petites zones métalliques sur une PCB sur lesquelles les fils ou les broches des composants seront soudés sur le dessus ou à l’intérieur, selon que les composants soient des éléments de montage en surface ou qu’ils s’emboîtent dans des orifices.

Boîtier PLCC : Boîtier plastique avec broches en J. Un package de composants.

Boîtier QFP : Boîtier plat avec broches sur les quatre côtés. Un package de composants très commun.

Désignateurs de référence : Étiquettes ou identifiants uniques sur une PCB qui identifient

chaque composant.

Trou d’emplacement : Un trou dans la PCB qui est rectangulaire au lieu d’être rond et percé.

Boîtier SOIC : Circuit intégré en boîtier à connexions courtes, un boîtier de composants.

Boîtier SO (Small outline) : Boîtier à broches sur deux côtés opposés. Un boîtier de composants.

SOT : « Small outline transistor ». Un boîtier de composants.

Masque de soudure : Une couche appliquée à une PCB pour masquer la soudure de certaines zones. Principalement utilisée pour protéger la surface de la carte et empêcher des ponts de soudure. La plupart des PCB seront masquées à l’exception des languettes métalliques qui ont besoin d’être soudées.

Pâte à souder : Brasure sous forme de pâte qui est appliquée à la surface métallique des broches d’assemblage pour le processus de soudage par fusion.

Empilement La conception des couches de la PCB. Ceci inclut le type de matériaux, les dimensions etc.

TSOP : « Thin small-outline package », un boîtier de composants.

TSSOP : « Thin-shrink small-outline package », un boîtier de composants.

Connecteur ZIF : Force d’insertion nulle. Les sockets du CI pincent les broches CI en utilisant un petit levier après insertion, ce qui protège le composant contre les torsions.

Après que les composants ont été placés sur la carte de circuit imprimé lors de la modélisation, il est temps de tracer les pistes du modèle. Voici quelques définitions qui couvrent les différents aspects du traçage des pistes sur une PCB :

Backdrilling : Aussi connu sous le nom de forage à profondeur contrôlée. Ceci est utilisé pour retirer le foret d’un orifice afin de supprimer les branches non désirées sur les signaux à haute vitesse.

Diaphonie : Un phénomène lorsqu’un signal sur une piste est couplé de manière capacitive à une piste adjacente.

en guirlande : Une méthode de routage de pistes pour connecter les dispositifs en série.

Routage DDR : Les méthodologies et topologies de routage des pistes par technologie de la double vitesse de transfert des circuits mémoire.

Routage de paire différentielle : Une méthode de routage de paire de pistes équilibrées pour

transporter des signaux différentiels (égaux et opposés) à travers une PCB.

Guides : Lorsque les informations schématiques sont d’abord transférées à une PCB, les branches sont représentées par des « guides ». ces guides sont ensuite transformés en pistes métallique au cours de la portion de routage de pistes d’une conception de PCB.

Routage par longueurs appariées : Routage des pistes de façon à ce que deux pistes d’une

paire différentielle accordent la totalité de leurs longueurs dans des tolérances spécifiques.

Piste : Les connexions métalliques entre les plaquettes et les vias sur une PCB qui conduisent les signaux électriques.

Routage de piste : Le processus au cours duquel un concepteur de PCB crée les pistes sur une PCB.

Réglage des pistes : Introduction d’un motif serpentin dans une piste afin d’accorder sa longueur sur une autre.

Via : Petit orifice foré dans une PCB et plaqué, permettant à une piste de se connecter à une autre présente sur une couche différente de la carte, et qui font partie du même chemin de signal.

COMPRENDRE DAVANTAGE LE TRACÉ DE PCB

Les ressources suivantes vont vous aider à être mieux préparé pour votre tracé de PCB.

Un système de conception de circuits imprimés avec de multiples outils et une terminologie de PCB claire qui constituent un grand bénéfice de par leur facilité de travail

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Altium Designer : Placer La Barre Haut Avec Un Nouveau Glossaire de carte imprimé

Une fois terminée votre conception PCB, il est temps de passer à sa fabrication. Voici quelques définitions de termes que vous rencontrerez tout en travaillant dans les processus d’assemblage et de fabrication de la PCB :

Température ambiante : Température de l’air environnant un composant.

Matériau de base : Le matériau principal d’une carte de circuit, tel que le FR4.

Résine stade B : Un système époxy à élément unique plutôt que de combiner des éléments pour créer de l’époxy.

BOM : Nomenclature. Une liste de tous les éléments sur une PCA. La nomenclature

contient les dessinateurs de référence, les numéros des éléments, et les quantités de chaque élément en plus des autres informations nécessaires à la construction de celle-ci.

Fichier de forage : Un fichier ASCII qui contient les coordonnées X et Y pour le forage

d’orifices dans une carte de circuit imprimé.

Orifice foré : Un orifice dans une carte de circuit imprimé pouvant être plaqué de métal ou non.

Résine époxy : Utilisée dans le revêtement et l’encapsulage des PCB.

Fichier Excellon : Fichier ASCII utilisé avec les machines de routage, de fraisage et de forage à programme numérique.

FR 4 : Un matériau de base utilisé pour le substrat des PCB, composé d’une maille tissée en fibre de verre avec un liant en résine époxy résistant au feu.

Test fonctionnel : Une méthode de test d’une carte assemblée visant à s’assurer que le circuit fonctionne dans les spécifications. La carte est testée en utilisant une combinaison de connecteurs et de sondes à broches.

Fichier Gerber : Fichier ASCII contenant les informations de conception de PCB, y compris les coordonnées X et Y pour les plaquettes, les vias, les pistes et les autres éléments nécessaires à la création d’une carte de circuit imprimé.

Substances dangereuses : Les dérivés de produits chimiques et de matériaux utilisés dans la fabrication de PCB qui sont dangereux.

Test en circuit : Une méthode de test de carte de circuit imprimé assemblée pour les défauts de manufacture. La carte est testée par une batterie de sondes pour tester les courts-circuits, les circuits ouverts, la résistance, la capacitance, et d’autres fonctions basiques.

JTAG : Joint Test Action Group. Un standard industriel pour tester les PCB après la fabrication.

Zones interdites : La zone d’une PCB ou le routage de pistes, les vias, les composants ou

autres montages mécanique ne sont pas autorisés. Cela peut être géré par les zones interdites du système CAO.

Laminé : Le laminé et le résultat de la lamination, qui est le processus de combinaison des matériaux essentiels d’une PCB, tels que le FR4, avec les couches de cuivre et de prepreg grâce à des traitements thermiques et de ppression.

Soudure fondue : Soudure qui est fondue et prête à faire fonctionner la PCB afin de souder les fils des composants.

Panneau : Une carte de forme et de taille standards qui contient de multiples PCB à

manufacturer qui y sont fixées. Ceci permet aux PCB plus petites d’être

manufacturées en plus grand nombre, et de manière plus efficace.

Placage : Le processus électrochimique de revêtement des pattes métalliques et de l’intérieur des orifices percés avec du métal sur une PCB.

Prepreg : Couches dans l’empilement de PCB composées de FR4 frais pour coller

ensemble les matériaux principaux et les feuilles de cuivre, et qui est prêt à être durci avec un traitement thermique et de pression dans le processus de fabrication.

Bon de commande : Une méthode pour commander des matériaux et des éléments.

Soudure par refusion : Le processus au cours duquel la pâte de soudure appliquée à la surface des fils du composant à monter est passée au four pour la faire fondre et durcir à nouveau afin de faire un solide point de soudure.

Point de soudure : Lorsque la soudure est fondue pour combiner le fil métallique du composant à la plaquette métallique de la PCB.

Linguets à ressort : Broches contenant des ressorts. Ces dernières sont souvent utilisées pour les batteries de tests en circuit afin que la broche fasse toujours une bonne connexion avec le métal qu’elle doit tester.

VIPPO : « Une structure de via plaquée sur le dessus avec du cuivre afin que la soudure ne fasse pas de mèche dans le via.

Soudure à la vague : Un bain de soudure fondue sur laquelle est déplacée la PCB afin de souder les fils des éléments à insérer.

Ne vous contentez que du meilleur : Altium Designer

Il y a beaucoup à comprendre dans le monde de la conception PCB, et ces définitions ne constituent qu’un point de départ. Jetez un coup d’œil sur la manière dont Altium Designer peut vous aider dans tous les aspects de votre conception.

Concevoir une carte de circuit imprimé n’est pas une petite entreprise. Vous devez comprendre tous les aspects de ce que vous êtes en train de faire, et vous ne pouvez pas vous permettre d’utiliser quoi que ce soit d’autre que le meilleur logiciel de conception PCB disponible : Altium Designer.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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