Naviguer à travers les périls de la révision de conception

Les revues de conception provoquent des frissons même chez les ingénieurs les plus expérimentés. Peu importe le temps, l'effort et la vérification investis, il y a toujours la crainte que quelque chose ait été négligé. Ce document abordera quelques techniques simples de filtrage et de mise en évidence pour aider à isoler visuellement les composants et les réseaux critiques... tout cela dans le but de rendre votre prochaine revue de conception un peu moins stressante.

INTRODUCTION

Assurer la connectivité de la revue de conception de PCB est l'une des parties les plus cruciales de la conception. Si à un moment donné un seul réseau est mal géré, cela peut entraîner des problèmes dans le produit qui peuvent coûter une fortune à atténuer. Peu importe la qualité théorique de la conception, elle repose fortement sur le test du produit contre différents obstacles tels que le placement des composants, les événements thermiques, le bruit et le bon déroulement de la conception de l'alimentation électrique.

De nos jours, les logiciels sont les meilleurs amis de chaque ingénieur pour simuler ces types de problèmes possibles avant la production de prototypes et de produits finaux. C'est une forme de dissuasion qui peut promouvoir la sensibilisation aux problèmes et atteindre le saint Graal de la conception appelé «Premier coup de charme».

RÉALITÉ VIRTUELLE DU PCB

Chaque produit commence par un concept de son fonctionnement. Dans le grand schéma des choses, le produit commence par une conception schématique où une idée sera transformée en réalité. Tout comme notre anatomie humaine, chaque point de notre corps effectuera une tâche en unisson, qui changera notre environnement et notre façon de vivre.

Dans le monde de la conception schématique de PCB, la connectivité électrique commence généralement au niveau schématique entre les broches des composants à l'aide de fils. Cependant, pour identifier ces connexions, il est de bonne pratique de nommer ces connexions de manière à ce qu'elles puissent facilement être suivies de leur source d'origine à leur destination finale. Les étiquettes de réseau sont des identifiants conviviaux pour l'homme qui permettent à un concepteur de connecter des points sur un circuit sans les relier physiquement avec un fil.

Une fois que l'ossature du design est accomplie dans le schéma, le prochain défi est de gérer ces éléments dans l'environnement de mise en page PCB. Les logiciels classiques exportent souvent une nomenclature vers l'environnement PCB, de sorte que les empreintes ou décalcomanies acquièrent les noms de réseau désignés sur leurs pastilles respectives. Avec la technologie moderne, cette méthode a été améliorée en automatisant le processus de transfert en utilisant un processus ECO direct éliminant l'exportation manuelle du fichier de nomenclature.

Utiliser des outils séparés pour chaque phase du processus de conception rend extrêmement difficile la gestion de vos données de conception. Chaque outil a sa propre manière de modéliser sa pièce du puzzle de conception global. Différents modèles de composants, formats de fichiers et nomenclatures, lier tout cela ensemble peut être un cauchemar. Le processus de conception dans Altium Designer est différent. Que vous soyez en train d'éditer votre schéma, de réaliser la mise en page d'un circuit, ou même de faire de la conception FPGA, à chaque étape, vous interagissez avec un modèle unifié unique de la conception. Chaque composant du processus de conception dans Altium Designer contient ces données unifiées. C'est une représentation complète de ce qu'est réellement un composant dans le monde réel. Non seulement ce modèle de données unifié facilite la synchronisation rapide et précise de chaque partie de la conception, mais cela signifie également que lorsque vient le temps de la production, vous pouvez être confiant que toutes vos données de sortie sont validées, cohérentes et prêtes pour la production.

L'AIGUILLE DANS UNE BOTTE DE FOIN

Trouver un composant dans la mise en page peut être assez fastidieux, surtout si vous ne savez pas quels autres composants devraient être connectés avec ce composant spécifique. Altium propose une solution où les utilisateurs peuvent facilement personnaliser les options de filtrage de vue pour afficher uniquement les composants nécessaires sur le flux de conception PCB. Cela rend tout le processus de révision de conception facile à visualiser et à naviguer (Figure 1).

L'avantage d'utiliser des modèles de données unifiés est qu'il ne limite personne à trouver des objets dans l'environnement de la Carte de Circuit Imprimé seulement. La fonction de sondage croisé permet aux utilisateurs de sélectionner un groupe de composants à partir du schéma puis de sélectionner automatiquement leurs empreintes correspondantes dans l'environnement PCB.

Figure 1 : Altium Designer vous permet de trouver facilement et rapidement les composants dans votre conception.

À mesure que la conception se rapproche de l'achèvement, il devient plus difficile de réaliser des connexions sur le PCB en raison de la contrainte d'espace résultant des pistes de cuivre parcourant toute la carte. Il est essentiel que les informations inutiles soient cachées, masquées ou filtrées de la vue. Les conceptions RF en sont un bon exemple puisqu'il existe certains réseaux qui doivent être manipulés avec une précaution supplémentaire. Identifier les réseaux faisant partie du dispositif de communication est une priorité absolue et filtrer ces réseaux peut déterminer le succès et la fiabilité du produit. Un concepteur devrait avoir un contrôle total sur quels réseaux doivent être affichés, la longueur totale de la trace, et s'il y a d'autres pads qui ne sont pas routés.

Figure 2 : Les réseaux, tels que les circuits RF, peuvent être masqués et contrôlés.

Figure 3 : Les pads pour le réseau RF sélectionné sont mis en évidence.

LE TABLEAU VIRTUEL AVANT LE VRAI TABLEAU

Les concepteurs de PCB comptent généralement sur les fichiers Gerber pour se faire une idée de l'apparence de leur carte après production. C'est une limitation puisque cela ne peut être visualisé qu'en 2D. Une bonne manière de vraiment voir la carte est de naviguer à l'intérieur en 3D, Figure 4, pour voir le chemin des pistes conductrices et leurs connexions entre les couches avec des vias et des pads.

Figure 4 : En utilisant la 3D, vous pouvez voir les chemins des conducteurs à l'intérieur de la carte.

Le masque de soudure peut également être visualisé pour garantir qu'une couverture adéquate est obtenue, comme le montre la Figure 5. Il s'agit d'une couche mince de polymère semblable à un vernis qui est généralement appliquée sur les pistes de cuivre pour prévenir l'oxydation pendant le processus de fabrication. Une autre utilisation de ceci est d'empêcher la formation de blobs de soudure qui peuvent causer des connexions involontaires entre les conducteurs. Cela s'appelle un pont de soudure.

Figure 5 : Le masque de soudure peut être visualisé, ici en bleu.

CONCLUSION

La conception de Carte de Circuit Imprimé peut être complexe, mais il est tout à fait possible de surmonter les défis avec l'aide des panneaux de recherche et de filtrage. En utilisant ces fonctionnalités, que vous soyez débutant ou vétéran en conception de PCB, le seul chemin est d'aller de l'avant. C'est ici que votre outil de conception devrait aider à minimiser les défauts dans la conception et à augmenter la productivité en automatisant son environnement.