Les conventions de dénomination et la gestion des données PCB

Introduction

John Godfrey Saxe a écrit un poème tiré de la fable hindoue sur les six aveugles d'Indostan qui sont allés « voir » un éléphant. Le premier s'est levé, et après avoir touché le côté de l'éléphant, il a conclu qu'il touchait un mur. Le second s'est levé et après avoir passé la main sur une défense, il s'est exclamé : « Ce n'est pas du tout un mur, c'est une lance ! » Le troisième aveugle, sentant l'énorme trompe, a décidé que c'était un serpent. Le quatrième a touché la patte de l'éléphant et a affirmé : « Il est évident que c'est un arbre ». Le cinquième a passé la main sur les oreilles massives. Il a dit qu’il touchait une grande feuille pour ventiler. Enfin, le dernier aveugle, sentant la queue de l'éléphant, a fièrement proclamé : « Vous avez tous tort ; c'est très évidemment une corde ». 

La morale de ce poème est que notre perception des choses, et les mots que nous choisissons, jouent le plus grand rôle dans nos explications et notre compréhension des choses. De plus, sans une vision plus large, les risques d’erreur sont maximum. La situation est très similaire pour utiliser des informations dans un système de gestion de données. Lorsque les concepteurs de PCB ne suivent pas une norme établie, ils s’imposent de longues recherches pour obtenir des informations, et les possibilités de doublonnage des composants ou des modèles augmentent.

Norme de nommage des symboles schématiques

Les symboles schématiques ont tendance à représenter des catégories générales. Cela signifie que vous utilisez un seul symbole avec de nombreuses composants. Vous utilisez par exemple des symboles discrets pour les condensateurs, les résistances ou les inducteurs. La convention de nommage est également très générale, par exemple Résistance générale ou Condensateur général. 

Pour les éléments plus complexes, la situation devient un peu plus délicate. Vous devez consulter la fiche technique et étudier le système d'identification des produits. L’exemple est tiré directement de la fiche technique de l’AT24C01C/02 IC EEPROM 1K I2C 1MHZ 8SOIC.

Vous voyez le numéro de pièce de base AT24C01C. Les autres paramètres des composants sont l'option Package, la qualité du dispositif, la tension de fonctionnement et l'option du transporteur maritime.

_{Figure 1. Les systèmes d'identification des produits spécifiques à des fournisseurs sont responsables des normes de dénomination de PCB de la plupart des composants modernes. Le nom combine des informations sur le type et les paramètres du dispositif}

_{Figure 2. La plupart des composants sont disponibles en plusieurs Packages. L’option Package du système d'identification des produits décrit le type de Package approprié pour le produit en suivant les conventions de dénomination}

Vous vous concentrerez en particulier sur les types de Packages et les configurations des broches. Avec cela, vous pouvez voir qu'avec six Packages différents, seul le SOT23 utilise un dispositif à 5 broches. Nous examinons donc deux symboles schématiques possibles. 

Le premier symbole étant celui des pièces à huit broches

_{Figure 3. En suivant les de dénomination, ous devez concevoir le symbole schématique des composants que vous utilisez en fonction de l'option Package choisie. Exemple de SOIC à 8 fils de l’AT24C01C-SS.}

Avec un schéma de convention de nommage assez simple, tel que <Numéro de base>-<Option Package>.

Par exemple, AT24C01C-SS_X_MA_P_C.

Le nom du composant final (SOT23) serait le symbole suivant avec son nom AT24C01C-ST. 

Avec ces deux symboles schématiques assez simples, il est possible de supporter un total de 24 composants différents.

Avec une simple recherche sur le seul numéro de base de l'AT24C01C, les deux symboles schématiques apparaissent et montrent les six types de packages de composants utilisés.

_{Figure 4. Par comparaison, toujours en suivant les conventions de dénominations, vous concevez le symbole schématique pour la version SOT23 à 5 fils avec seulement cinq broches}

Norme de nommage des empreintes

Pour l'empreinte, nous utiliserons la norme IPC IPC-7351, qui est la norme sur les exigences génériques pour la conception des montages en surface et les modèles de circuit.

C’est plutôt facile à comprendre. Chaque composant appartient à une famille spécifique avec un identifiant de 3-4 lettres. 

De plus, les dimensions spécifiques du composant sont utilisées pour l'identifier. Nous utilisons des caractères pour identifier les différents corps de composants, qui sont :

P = le pas des composants ayant plus de deux fils

W = la largeur maximale des fils (ou diamètre du fil des composants)

L = la longueur du corps pour un montage horizontal

D = le diamètre du corps pour les composants ronds

T = l’épaisseur du corps pour les composants rectangulaires

H = la hauteur des composants montés verticalement

Q = le nombre de broches pour les composants ayant plus de deux fils

R = le nombre de rangs pour les connecteurs

A, B & C = le niveau de complexité de la fabrication défini dans IPC-2221 et IPC-2222

Par exemple, utilisons un SOT23 déjà utilisé avec l’AT24C01C. IPC utilise la syntaxe : 

SOT23-+ Pas P + Portée nominale des fils X Hauteur – Nbre de broches + Densité

Désignateur de la famille des composants : SOT23

Toutes les informations nécessaires sont dans la fiche technique.

_{Figure 5. Dimensions du package SOT23 à 5 fils (suivant les conventions de dénomination) comme indiqué dans la fiche technique.}

La saisie des dimensions des composants nous donne les résultats suivants :

_{Figure 6. Attributs du Package qui ont un impact sur la nomenclature des composants dans les normes de dénomination de PCB.}

Qui nous donne le nom du SOT23-95P280X110-5N

Figure 7. Le tableau complet des dimensions du package (qui suit les conventions de denomination) disponible dans la fiche technique utilise le système métrique.

Les informations utilisées dans le nom sont des mesures métriques, et vous éliminez les zéros de tête et les décimales. La valeur 0,95 devient 95, 2,80 devient 280, et 1,10 devient 110. 

La norme IPC-7351 contient beaucoup plus d'informations à prendre en compte. C'est l'une des normes que je garde toujours à portée de main. 

Parlons de la densité.

Selon l'IPC, il existe trois niveaux d’empreinte pour chaque composant.  

Niveau de densité A : Relation maximale entre l’orifice et le fil/ empreinte

Niveau de densité B : Relation nominale entre l’orifice et le fil/ empreinte

Niveau de densité C : Relation minimale entre l’orifice et le fil/ empreinte 

La densité sert principalement à intégrer un niveau de productibilité dans la fabrication. Le niveau A (maximum) étant le mieux conçu pour la fabrication(DFM), alors que le niveau C (minimum) serait le plus dense et le plus difficile à fabriquer.

_{(Légende : Figure 8. Illustration des trois niveaux de densité.)} 

Conclusion

Pour en revenir à notre fable du début de ce blog, la décision des six aveugles d'Indostan aurait été entièrement différente s'ils avaient collaboré et examiné ensemble leurs conclusions. Ensemble, ils auraient conclu qu’ils avaient touché un éléphant.

Un concepteur de PCB ne peut pas être un solitaire qui dirige les choses comme il le souhaite, mais il doit travailler en équipe pour élaborer la norme que tous devront suivre. 

Notre exemple résume tous ces éléments. Le nom du composant peut être le numéro de pièce complet que vous recherchez. Utilisons donc un AT24C01C-STUM-T avec mémoire EEPROM IC 1Kb (128 x 8) I²C 1MHz 550ns SOT-23-5. Ce qui identifie complètement le composant spécifique dont j'ai besoin. 

_{Figure 9. Nommage de composant final, symbole et empreinte qui suit de près les conventions de dénomination.}

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