Comment concevoir un PCB porte-circuit intégré

Mettons en scène : vous avez terminé la disposition de votre PCB et envoyé la carte pour fabrication. Après une fabrication réussie, la carte est envoyée à une installation d'assemblage, et l'assembleur prépare votre PCB pour le soudage à la vague ou par refusion. Lors de la préparation de la carte, ils découvrent qu'un de vos empreintes est incorrect, et qu'un composant ne peut pas être monté sur le PCB !

Parfois, les empreintes s'avèrent être incorrectes, et elles ne sont tout simplement pas détectées lors d'une révision de conception. De plus, certains composants n'ont pas de pièce de remplacement avec une empreinte correspondante, et les autres composants disponibles pourraient ne pas correspondre au brochage sur le dispositif.

Comment devriez-vous gérer ce problème ? Devriez-vous jeter le PCB ? Une solution est de concevoir une carte porteuse de CI qui peut faire la transition entre l'empreinte incorrecte et votre pièce de remplacement choisie. Pour voir un exemple de conception, regardez la vidéo ci-dessous, puis continuez à lire pour apprendre certains détails impliqués dans la conception de carte porteuse de CI.

Comment utiliser une carte PCB porteuse de CI

Un PCB porte-composant est un module simple qui permet de placer un composant requis lorsqu'il y a une empreinte incorrecte sur un PCB. L'autre cas d'utilisation d'un PCB porte-composant est lorsque le package/motif de connexion pour le composant prévu est correct, mais qu'une pièce alternative est nécessaire en raison d'un faible inventaire, d'un brochage incorrect, et

Les cartes porteuses ne sont généralement pas utilisées en production, et je dirais qu'elles ne devraient pas être utilisées de cette manière. Au lieu de cela, elles sont des outils de prototypage qui vous permettent de compléter un assemblage de PCB sans avoir à jeter votre ensemble de cartes nues.

• Taille du PCB porte-composant - Le porte-composant ne doit être que suffisamment grand pour s'adapter au motif de connexion existant.
• Montage - Le style de placement/montage pourrait être à bords chanfreinés, traversant, ou CMS (Composant Monté en Surface).
• Complexité - Le PCB porte-composant doit être aussi simple que possible pour minimiser les délais et les coûts.

Idéalement, le circuit imprimé devrait être un PCB à 2 couches, il ne devrait pas avoir de perçages excessivement petits, et le circuit ne devrait pas nécessiter un processus de fabrication de lignes extrêmement fines. C'est la meilleure approche pour un scénario de prototype, où vous devez faire fabriquer et envoyer la carte porteuse à l'usine d'assemblage le plus rapidement possible. Assurez-vous de contacter votre usine de fabrication à propos de leurs options de production rapide afin que vous puissiez procéder à la conception de la carte porteuse dès que possible, et assurez-vous que vous êtes conscient des facteurs de coût dans la fabrication de PCB pour minimiser le coût de votre porte-IC.

Empreintes dans un Porte-IC

Les schémas pour une carte porte-IC sont très simples : placez juste deux symboles pour les composants que vous souhaitez traduire dans le porte-IC. Un exemple est montré ci-dessous, où les seuls composants nécessaires dans le schéma sont les deux composants en cours de traduction. La partie suivante importante est les empreintes, qui doivent être placées sur les côtés supérieur et inférieur pour fournir la traduction requise.

Juste pour le plaisir, il est important de noter qu'il est toujours possible d'ajouter des composants supplémentaires à ces ensembles de cartes porteuses selon les besoins. Par exemple, si vous constatez que le package choisi nécessite des condensateurs de bypass ou de découplage supplémentaires, ceux-ci pourraient être ajoutés à l'ensemble de la carte porteuse s'il y a suffisamment de place sur le substrat. Une fois que les empreintes sont placées de chaque côté de la carte, il est temps de router entre les pads.

Router dans une carte porteuse

Il y a trois cas possibles concernant le routage dans la carte porteuse, selon que les packages et les brochages correspondent entre les composants traduits :

• Les packages ne correspondent pas, les brochages correspondent (simple)
• Les packages correspondent, les brochages ne correspondent pas (difficile)
• Les packages ne correspondent pas, les brochages ne correspondent pas (difficile)

Le premier cas est très simple : une via peut être placée derrière chaque paire de pads, et les pistes peuvent être routées directement entre les pads à travers les vias.

Je recommande généralement d'utiliser un plan de masse en cuivre des deux côtés pour fournir les connexions de masse restantes et le blindage, à moins qu'il y ait une raison de l'omettre. Assurez-vous de connecter les plans supérieur et inférieur avec quelques vias de liaison.

Dans l'autre cas, lorsque les brochages et/ou les boîtiers ne correspondent pas, il est difficile de généraliser une stratégie de routage. Dans certains cas, il y aura simplement trop de croisements pour maintenir la carte sur deux couches, surtout si les composants traduits ont un nombre élevé de broches. Gardez cela à l'esprit et assurez-vous d'obtenir un empilement valide pour votre carte porteuse si vous avez besoin de plus de deux couches.

Vérification en 3D

Après que la carte porteuse est conçue et finalisée, il est judicieux d'exporter la carte porteuse vers un fichier STEP afin que sa région de placement puisse être vérifiée. Le fichier STEP peut ensuite être importé dans un modèle 3D de la carte et placé dans la zone cible pour vérifier le placement. L'objectif ici est de vérifier la région autour de la carte porteuse pour s'assurer qu'il n'y a pas de collisions avec d'autres composants. De plus, s'il y a une contrainte sur l'axe z, la carte porteuse avec son modèle de composant côté supérieur peut être vérifiée par rapport à un modèle d'enceinte.

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