Bonnes pratiques liées au pont de soudure dans la conception PCB

Une variante de PCB est souvent considérée comme étant un nouveau routage créé à partir d'une conception préexistante. Cependant, en faisant preuve d'un peu de créativité avec votre routage, vous pouvez utiliser un pont de soudure pour configurer certaines parties d'un même routage PCB et obtenir plusieurs variantes. Ainsi, vous pourrez créer rapidement des variantes d'un même PCB sans avoir à créer de nouveaux routages ni à changer le schéma. Si vous prévoyez d'utiliser des ponts dans votre routage de circuit imprimé, il est important de respecter certaines consignes afin de ne pas créer d'autres problèmes de conception. Examinons ce que sont les ponts de soudure et comment ceux-ci peuvent faciliter la création de variantes.

Qu'est-ce qu'un pont de soudure ?

Un pont de soudure consiste tout simplement en une paire de pastilles placées sur une piste de PCB qui peuvent être facilement connectées par une bille de soudure. Pour un routage plus propre, utilisez des résistances de 0 Ohm pour créer la connexion. En effet, les résistances de 0 Ohm offrent une meilleure rentabilité et sont disponibles comme composants montés en surface. Il peut arriver, comme dans l'exemple ci-dessous, qu'un pont de soudure n'ait pas besoin d'être soudé.

Dans l'image ci-dessous, j'ai placé des ponts de soudure connectés et non connectés sur des points spécifiques de la carte. Plutôt que de m'embêter à souder ou à placer des résistances de 0 Ohm, je peux facilement modifier mon routage pour créer une variante en remplaçant le pont connecté par un pont non connecté, et inversement. Qui plus est, même une fois la variante fabriquée, je peux encore configurer mon appareil en connectant les ponts requis, après assemblage.

Vous pouvez utiliser les outils de CAO de votre logiciel de conception de circuits imprimés afin de créer facilement un symbole pour votre schéma ainsi qu'une empreinte de circuit imprimé pour un pont de soudure. Dans l'exemple précédent, j'ai créé deux symboles et empreintes de PCB : une paire pour le pont connecté et une autre pour le pont non connecté. Mes symboles de schéma pour les ponts du routage ci-dessus sont reproduits dans l'image ci-dessous. Pour créer une nouvelle carte où des blocs de circuit différents sont activés et désactivés, il suffira de modifier les ponts qui sont connectés et ceux qui sont déconnectés, tout simplement.

Pourquoi utiliser un pont de soudure ?

Un pont de soudure est un excellent moyen d'obtenir une carte qui soit configurable : c'est-à-dire une même conception de carte pouvant être produite avec un routage prédéfini, mais dont les chemins de signaux pourront être choisis au moment de l'assemblage. Un concepteur peut créer un seul routage de PCB qui sera utilisé pour plusieurs variantes en sélectionnant soigneusement là où seront placés les ponts.

Un pont de soudure peut être placé sur différents chemins de signaux pour ouvrir ou fermer un circuit, en fonction du besoin du périphérique en question. Pour fermer un pont, il suffit de placer une petite quantité de soudure entre les deux pastilles devant être connectées. Cela crée un circuit fermé et permet au courant de passer par le pont vers un composant situé en aval. Certes, il faut un peu de créativité dans la conception initiale du routage, mais cela permet au concepteur de créer plusieurs variantes à partir d'un seul routage et évite la production de couches supplémentaires pour chacune des variantes.

Vous pourriez aussi utiliser un pont de soudure pour activer facilement un bloc de circuit spécifique. Dans le cadre d'un projet récent, nous avons utilisé des ponts de soudure multiples pour créer des variantes en prototype et en production, le tout en nous appuyant sur le même routage. Le simple fait d'ouvrir ou de fermer un pont vous permet d'activer ou de désactiver un composant, un bloc de circuit ou une connexion à un périphérique.

Quelques bonnes pratiques concernant les ponts de soudure

Posez-vous les questions suivantes lorsque vous choisissez de placer des ponts de soudure dans votre routage : qui va assembler votre carte ? Est-ce que vous aurez besoin de configurer votre carte après l'assemblage ? Est-ce que votre fabricant sera en mesure de créer des variantes de la même carte dans un seul panneau ? Si vous utilisez des résistances de 0 Ohm ou si vous prévoyez de fermer le pont de soudure, votre fabricant pourrait paniquer à l'idée que vous lui demandiez de ne pas placer les différents composants sur différentes cartes du même panneau. Pour vous éviter de devoir vous expliquer auprès de votre fabricant, comme j'ai dû le faire récemment, il sera plus simple pour vous d'utiliser les ponts de soudure en cuivre illustrés ci-dessus.

Lors du routage de votre schéma et de votre PCB, veillez bien à ce que vos ponts de soudure puissent être utilisés facilement. Voici d'autres éléments de conception qui doivent également être étudiés.

Attention aux lignes de transmission

Si vous envisagez de placer une résistance de 0 Ohm ou de la soudure sur une ligne de transmission, vous devez l'utiliser au plus près de l'extrémité du conducteur. Si le pont est éloigné du conducteur et qu'il est laissé ouvert, vous créez une ligne de transmission ouverte qui agira comme une antenne à certaines fréquences. En plaçant le pont au plus près du conducteur, vous évitez que le cuivre qui dépasse ne serve de ligne de transmission, dans le cas où le pont n'est pas fermé.

Éviter les ponts de soudure sur les lignes à haute tension

Un pont de soudure ouvert sur une ligne à haute tension pourrait enfreindre les normes IPC 2221B ou IPC-9592B. Cela risquerait en effet de se produire si la distance entre chaque extrémité du pont est très courte. Pour plus de sécurité et de fiabilité, vous devez utiliser un commutateur ou un relais solide, adapté à la tension/l'alimentation de votre carte.

Les ponts de soudure ne sont pas réutilisables

Si vous prévoyez d'utiliser des ponts de soudure dans votre routage de circuit imprimé, n'oubliez pas qu'ils ne doivent pas être réutilisés. En d'autres termes, ils ne doivent pas être soudés et ouverts à plusieurs reprises. À la limite, vous pouvez placer et supprimer plusieurs fois une même résistance à 0 Ohm, puisque vous ne soudez pas dans un espace vide sur la surface de la carte, mais ces éléments ne doivent malgré tout pas être réutilisés.

Si vous savez que vous devrez ouvrir et fermer des ponts à plusieurs reprises, utilisez plutôt des broches CMS. Vous pourrez ainsi enlever le pont si besoin. Cette stratégie est préférable lorsque vous concevez le premier jet d'un prototype, et que vous avez besoin de tester différents modes de fonctionnement ou périphériques. Vous pouvez toujours utiliser des ponts de soudure et broches standards dans le même routage. Les ponts en plastique sont utiles pour les périphériques qui seront connectés à votre carte via un connecteur à broche. En fonction de votre routage, vous n'aurez peut-être même pas besoin d'utiliser un pont de soudure.

Si vous souhaitez inclure facilement des conceptions de ponts de soudure dans votre circuit imprimé, testez les outils de CAO performants d'Altium Designer®. En permettant aux concepteurs de travailler de chez eux et d'atteindre des niveaux d'efficacité sans précédent, la solution Altium Designer disponible sur Altium 365 offre à l'industrie électronique un degré d'intégration inégalé qui était jusqu'à présent réservé au secteur informatique.

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