La conception de petits circuits électroniques exige une grande attention

Avec l'introduction régulière de nouvelles taxes face à l'augmentation du coût de la vie, il n'est qu'une question de temps avant que les consommateurs ne subissent des effets en chaîne. Cela m'agace lorsque mes restaurants locaux préférés augmentent leurs prix ou se résignent à réduire la taille de leurs portions. Bien sûr, je préférerais que les choses restent telles qu'elles sont, mais je peux au moins satisfaire ma faim en payant un peu plus.

Dans le domaine de l'électronique, les conceptions de PCB deviennent également plus petites, tout comme mon plat de pâtes préféré. Alors que les entreprises électroniques tentent d'intégrer des centaines de fonctions dans des PCB de plus en plus petits, les concepteurs matériels sont poussés à leurs limites. Les ingénieurs électriciens doivent concevoir en utilisant un PCB plus petit tout en s'assurant que le dispositif PCB est exempt de tout problème fonctionnel. En raison du nombre croissant de défis liés à la conception de PCB, il est important d'apprendre comment optimiser votre Circuit Imprimé pour une conception de composants compacts dès le début.

Conseils utiles pour la conception de PCB compacts

Lorsqu'on vous dit que votre PCB doit s'adapter à un boîtier de dispositif incroyablement petit, voici quelques conseils importants que vous pouvez suivre :

1. Utilisez des composants de taille plus petite

Les gros composants comme une résistance 0805 peuvent faciliter le prototypage manuel mais n'ont pas leur place dans la conception de circuits électroniques compacts. Trouvez les composants montés en surface les plus petits que votre assembleur peut gérer et utilisez-les dans votre conception de circuit imprimé. Utiliser un microcontrôleur comme le Quad Flat Package (QFP) avec des centaines de broches peut prendre un espace précieux sur le PCB. Remplacez les composants plus grands par un boîtier Ball Grid Array (BGA).

Économisez plus d'espace avec les composants BGA.

2. Tracez avec des pistes et des tailles de trous plus petites

La plupart des fabricants de PCB peuvent gérer des pistes aussi fines que 4 mils. Profitez de cette capacité et réduisez la taille de vos pistes chaque fois que possible. Il y a, bien sûr, des exceptions à cela. Les pistes de puissance et les antennes microstrip doivent être conçues selon les valeurs calculées. Il en va de même pour les tailles de perçage pour les vias ou les pastilles. Vous économiserez une grande quantité d'espace en optimisant ces deux aspects.

3. Organisez les désignateurs de manière systématique

Il est tentant de supprimer les désignateurs pour faire de la place aux pistes et aux composants. Ce ne serait pas un choix judicieux. Préférez plutôt réduire la taille des désignateurs et les organiser en petits groupes. Assurez-vous que l'agencement reflète les composants dans un ordre systématique. Cela facilite également le repérage d'une pièce au sein d'un PCB densément peuplé.

4. Conception de PCB multicouches

Lorsque le nombre de pistes empêche votre conception de tenir dans une taille donnée, augmentez le nombre de couches du PCB. Les PCB multicouches sont généralement plus coûteux que la disposition standard à 2 couches. Vous pouvez commencer par déplacer les plans d'alimentation et de masse dans les couches internes, créant ainsi un PCB à 4 couches. Si cela s'avère toujours insuffisant, vous pouvez augmenter le nombre de couches tout en gardant les couches de signal séparées par des plans de masse pour minimiser les interférences.

5. Soyez créatif avec les vias

Le routage sur un PCB compact peut entraîner un grand nombre de vias. Et lorsque vous avez plusieurs couches de signal, les vias ordinaires sont plus un obstacle qu'une aide. Utilisez des vias aveugles ou enterrés pour économiser de l'espace de chaque côté de votre PCB. Cela augmentera le coût de votre PCB mais pourrait également faire la différence dans le routage réussi d'une conception compacte.

6. Techniques efficaces de gestion thermique

Il est assez inutile de passer du temps précieux à emballer étroitement les composants dans un PCB compact pour ensuite voir le PCB durer seulement une semaine à cause des problèmes de chaleur. C'est l'un des principaux défis qui affligent la conception de PCB compacts. Pour minimiser les problèmes de chaleur, transférez l'entourage des composants émettant de la chaleur vers des dissipateurs thermiques PCB. Placez assez de vias thermiques pour disperser efficacement la chaleur. Si nécessaire, utilisez un PCB plus épais pour éviter une montée rapide de température.

Les choses peuvent s'échauffer avec un PCB compact.

7. Faites un test de routabilité rapide

J'ai une fois fait l'erreur de perdre des jours à essayer de router un PCB physiquement impossible qui simplement n'avait pas assez d'espace pour le routage. C'était à l'époque où les logiciels de conception de PCB n'étaient pas équipés de fonctionnalités de routage automatique intelligentes. De nos jours, vous pouvez facilement éviter cette frustration en laissant le logiciel autorouter l'ensemble de la conception pour prouver qu'elle est techniquement routable. Il y a de fortes chances, si le logiciel est capable de terminer le routage dans un délai raisonnable, que vous serez en mesure de le router en utilisant les règles de conception préétablies plus tard.

Si vous souhaitez concevoir efficacement un PCB compact et optimiser vos chances de succès, un excellent logiciel de conception de PCB est utile. Altium Designer^® vous permet de tester la routabilité et l'ajustement tout en simplifiant la configuration et le placement des vias aveugles sur votre agencement. Vous pouvez également personnaliser les tailles de pistes et de trous pour des signaux spécifiques.

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