Conception de PCB : checklist pour passer rapidement à la fabrication

D'après ce que j'ai entendu dans plusieurs de mes podcasts préférés, les personnes qui réussissent le mieux sont celles qui font de nombreuses to-do listes.

De la même manière, les concepteurs de circuits imprimés peuvent garantir la réussite de leur projet en suivant une checklist pour la révision de la conception des PCB.

Après avoir envoyé vos données de conception à votre fabricant, ses ingénieurs la passeront au peigne fin, à la recherche de tout ce qui pourrait compromettre les performances ou de toute incohérence entre les fichiers de conception et vos données Gerber/netlist.

Une fois les vérifications et les validations terminées, votre conception peut être transmise au fabricant. Si vous avez fait ce qu'il fallait avant et pendant la phase de conception, vous avez probablement mis en application les bonnes pratiques en matière de DFM et transmis de nombreux documents à votre fabricant.

Cependant, vous pouvez lancer plus rapidement la production et éviter toute nouvelle conception, si vous savez déjà quels éléments votre fabricant vérifiera.

Penchons-nous sur les principaux éléments que les fabricants recherchent lorsqu'ils examinent votre conception, afin que vous puissiez entamer la phase de fabrication plus rapidement.

Votre checklist pour vérifier la conception de PCB : avez-vous conscience de ce que vous ne savez pas ?

Les compétences, les délais d'exécution et les volumes pris en charge varient d'un fabricant à l'autre. Il existe cependant des éléments que tout fabricant devrait vérifier avant que votre carte ne soit mise en production.

Si ce dernier ne vérifie pas certains des points essentiels évoqués dans cet article, vous pouvez envisager de choisir un autre prestataire.

Par conséquent, voici plusieurs points clés que votre fabricant devrait examiner avant de passer à la fabrication et à l'assemblage.

Une analyse DFM complète

La liste des problèmes DFM peut être un peu longue, mais tout concepteur devrait noter les éléments suivants sur sa checklist de révision de la conception du PCB :

• L'espacement des composants : les pièces et les connecteurs ne doivent pas être placés trop près les uns des autres dans un schéma de montage, car cela peut nuire au bon fonctionnement des machines-outils automatiques.
• La taille des forets : dans la mesure du possible, il est préférable d'opter pour une seule taille, ou du moins pour un nombre limité, de foret. En effet, l'utilisation d'un trop grand nombre de tailles différentes engendre une augmentation des coûts de production.
• La taille des tampons : la taille des tampons dans vos fichiers Gerber doit être comparée à l'empreinte des composants dans le schéma de montage.
• Les tampons ou les pistes directement connectées à la partie cuivrée : bien que ce choix de conception soit fonctionnel sur le plan électrique, il s'agit d'une cause fréquente de chaleur irrégulière pendant le brasage par refusion, ce qui entraîne un effet Manhattan. Il peut s'agir d'une erreur de la part du concepteur ou d'un choix de conception délibéré qui compromet la fiabilité de la fabrication.
• Les pièges à acide : les pistes tracées à angles aigus peuvent amener l'agent de gravure à se retrouver piégé dans l'angle en raison de la tension de surface, bien que ce problème ait été partiellement résolu par l'utilisation de nouvelles solutions d'agent de gravure.
• L'absence ou la quantité insuffisante de vernis d'épargne entre les tampons : ce problème peut engendrer un pontage pendant le brasage par refusion, ce qui peut court-circuiter deux tampons ou broches sur un composant. Il s'agit d'une erreur fréquente qui peut être détectée en activant simplement votre vernis d'épargne lors de l'ultime vérification.

Conception en vue du test

Un autre aspect du DFM est la conception en vue du test, ou DFT (Design For Testability).

À moins que vous ne produisiez qu'un seul prototype ou coupon de test, votre objectif est que votre fabricant teste vos cartes à leur sortie de la chaîne d'assemblage.

Garantir la testabilité est un sujet à part entière : vous devez vous assurer d'avoir conçu des points de test spécifiques et d'avoir inclus toutes les structures de validation requises pour votre application dans votre PCB.

Vous devez également consulter votre fabricant pour vous assurer que ces points et ces structures de test sont accessibles par un testeur de sonde volante ou de lit à clous.

Composants en fin de vie

Les concepteurs et les fabricants doivent prendre le temps de vérifier si les composants qu'ils désirent utiliser deviendront obsolètes.

Cela nécessite de travailler avec un outil de gestion de la chaîne d'approvisionnement tiers ou de consulter les sites des distributeurs et des fabricants de composants.

La meilleure solution est d'utiliser des outils de conception qui vous fournissent des informations actualisées sur la chaîne d'approvisionnement directement auprès des distributeurs dans votre logiciel de conception.

Divergences entre votre nomenclature, votre Netlist et votre schéma

L'une des erreurs les plus fréquemment observées lors de la révision de conception des PCB est la divergence entre ces trois éléments de documentation. Cette situation se produit souvent lorsque plusieurs concepteurs collaborent sur un nouveau projet et que des modifications sont régulièrement apportées par plusieurs parties.

Il arrive qu'une personne oublie de synchroniser des éléments ou de compiler le projet, qu'une ancienne nomenclature ou une netlist soit marquée comme étant nouvelle, que les concepteurs de référence soient modifiés sans être synchronisés avec la nomenclature ou la netlist, ou que toute autre erreur se produise.

Cette situation est compréhensible, surtout si votre équipe essaie d'accélérer la mise en production. Cependant, vous pouvez éviter ces écueils si vous utilisez le logiciel de conception adapté.

En effet, les outils de conception de piètre qualité vous obligent à compiler manuellement une nomenclature ou à exécuter à la main la synchronisation entre votre nomenclature, votre netlist, vos schémas et le routage de votre circuit imprimé. Certaines étapes sont omises et les fabricants peuvent recevoir des informations erronées.

Un logiciel de conception optimal vous garantit que toutes vos informations relatives à la conception, à l'assemblage et aux composants sont synchronisées et fonctionnent dans un environnement de conception unifié.

Dans ce type d'environnement, le moteur de conception sous-jacent synchronise automatiquement vos données de conception dans vos schémas, routages, nomenclatures, fichiers Gerber et toute autre documentation nécessaire à la production.

Vous voulez gagner du temps ? Effectuez une révision de la conception de PCB dans le cloud.

Les logiciels de conception de circuits imprimés actuels permettent d'accélérer de nombreuses tâches nécessaires à la création de schémas et documents de fabrication de haute qualité, mais de nombreux concepteurs s'appuient encore sur l'envoi d'e-mails et des outils de chat comme Skype pour réviser la conception des PCB.

Il existe un moyen plus rapide d'effectuer cette opération : utilisez la plateforme cloud d'Altium 365. Chaque utilisateur d'Altium Designer a accès à un espace de travail Altium 365, ce qui lui permet d'enregistrer et de partager ses projets dans un environnement géré par le cloud.

Mieux encore, Altium 365 est accessible au sein d'Altium Designer : vous, votre fabricant et votre équipe de conception peuvent ainsi ouvrir, inspecter, modifier et mettre des projets en fabrication sans utiliser une application externe de révision de conception.

Voici des exemples de tâches facilitées avec Altium 365 :

• Partage des projets actuels et achevés avec vos collaborateurs et vos fabricants
• Comparaison des modifications de fichiers Gerber dans Altium Designer ou dans votre navigateur web
• Migration de vos bibliothèques de composants, importation rapide des composants dans de nouveaux projets et création de nouveaux composants à partir des anciens symboles et des données
• Inspection de tous les documents de conception dans votre navigateur web ou en ouvrant des projets partagés dans Altium Designer
• Contrôle des droits d'accès des utilisateurs à tous les projets via une plateforme sécurisée.

Grâce aux outils de routage et de conception schématique d'Altium Designer®, vous pouvez facilement traiter tous les éléments standard de la liste de vérification de votre fabricant destinés à la révision de la conception.

Toutes les exigences DFM essentielles peuvent être définies en tant que règles de conception dans Altium Designer. Ces dernières sont ensuite automatiquement vérifiées lorsque vous créez votre carte, au lieu d’être contrôlées à la fin de votre conception. Vous pouvez ainsi rapidement identifier et corriger les violations DFM.

Une fois que vous êtes prêt à partager vos projets avec vos collaborateurs et à entamer la phase de fabrication, utilisez Altium 365, la seule plateforme de conception de PCB connectée au cloud.

Vous pouvez désormais télécharger une version d'essai d'Altium Designer et découvrir les meilleurs outils du secteur en matière de routage, de simulation et de planification de la production.

Contactez un expert Altium dès aujourd'hui pour en savoir plus.