La véritable co-conception ECAD / MCAD éliminera les erreurs de placement dans les PCB

Créé: Mai 11, 2018
Mise à jour: December 15, 2020

ECAD / MCAD Co-Design circuit board placement

Vous est-il déjà arrivé qu'une conception de PCB vous soit retournée parce qu'un composant que vous aviez placé était en conflit avec une caractéristique mécanique ? Manquer qu'un seul conflit peut causer beaucoup de soucis lorsqu'il s'agit d'installer la carte de circuit imprimé dans le système final. C'est certainement ce qui s'est passé dans mon cas avec cette pièce qui s'est retrouvée à un endroit qui, au final, ne tenait pas dans le boîtier de l'appareil. La seule façon dans laquelle ma topologie pouvait fonctionner était de découper une ouverture dans le boîtier d’un grand condensateur électrolytique.

La conception des PCB ce n'est plus seulement s’occuper de la topologie sur la carte puis laisser quelqu'un d'autre s'occuper du reste, il faut une véritable co-conception ECAD / MCAD pour que le travail soit fait rapidement et correctement. Malheureusement, beaucoup de systèmes de conception de PCB ne sont pas à la hauteur de cette tâche, et les concepteurs doivent encore passer par un processus laborieux de vérification de l'emplacement de leurs composants par le biais d'un système d'examens et de fabrication de prototypes.

Heureusement, il existe des outils de conception de PCB qui vous permettront d'effectuer vous-même le placement de vos composants jusqu'à la vérification mécanique, et vous pouvez le faire pendant que vous êtes encore dans la configuration. J'ai découvert que le fait d'avoir cette capacité dans mes outils de topologie m'a permis d'économiser beaucoup de temps, d'argent et m'a épargné beaucoup de soucis. Je pense que cela pourrait aussi aider beaucoup d'autres concepteurs. Laissez-moi vous en dire plus sur cela.

Le placement des composants dans les outils traditionnels de conception de PCB est fastidieux.

En tant que concepteurs de PCB, nous avons l'habitude de travailler avec beaucoup de règles dans le placement de nos composants. Travailler dans différentes zones ou parties de la carte pour optimiser la fonctionnalité des composants est une seconde nature pour nous, car nous regroupons les composants pour l'intégrité du signal ou la fourniture de l'alimentation. Travailler avec des contraintes mécaniques est quelque chose de très différent et cela peut causer des problèmes avec les outils traditionnels de topologie des PCB, s'ils n'affichent pas les formes en 3D.

Les systèmes de topologie des PCB affichent généralement les composants sous la forme 2 ½ D, ce qui signifie que la forme des composants elle-même est en 2D avec une propriété de hauteur maximale qui y est attachée. Cela signifie que l'ensemble du composant sera référencé à une seule hauteur, même si seulement une petite partie des composants fait cette hauteur.

Prenez par exemple un connecteur D-Sub à angle droit. Le bord de la carte du connecteur est la partie la plus haute, mais l'ensemble du composant sera référencé à cette hauteur comme un cube en forme de boîte. Sans la possibilité de voir la conception en 3D, vous pouvez seulement travailler en 2D avec une notification DRC si la propriété de hauteur maximale a été dépassée.

^{Vue 2D du placement classique des PCB en fonction des propriétés de hauteur pour le contrôle des espacements}

Les révisions de placement et les constructions de prototypes classiques sont lentes et coûteuses

Pendant des années, nous nous sommes contentés de travailler dans un environnement CAO 2 ½ D (à moins que votre condensateur ne se colle sur le dessus de votre appareil, mais ne parlons plus de ce mauvais souvenir). Aujourd'hui, compte tenu de la nécessité d'intégrer des cartes plus petites dans des dispositifs plus petits pour des technologies telles que l'IdO, l'aérospatiale et l'équipement de communication, nous devons travailler avec des emplacements de composants plus restreints que jamais auparavant.

Un environnement de conception 2 ½ D ne suffit plus. Une zone sur la carte qui devrait être suffisante pour placer une pièce, peut se révéler une véritable violation parce que la pièce avait un contour différent que prévu. L'inverse peut se produire aussi et vous pouvez déplacer un composant de sa position optimale en raison d'une violation de la hauteur de 2 ½ D seulement pour découvrir qu'il aurait pu, en fait, parfaitement se trouver où il était.

Les contraintes de temps et de budget qui s'ajoutent à nos problèmes en tant que concepteurs de PCB sont de plus en plus contraignantes. Avec des cycles de conception de plus en plus courts afin de répondre aux demandes de délais de mise sur le marché, il y a moins de temps et d'argent pour les révisions et les constructions de prototypes dont nous avions l'habitude. Oui, vous pouvez toujours envoyer vos fichiers de conception au groupe de génie mécanique et attendre qu'il vous fasse part des composants qui pourraient être en violation.

Cependant, cela prend plus de temps et vous pourriez avoir les mêmes difficultés qu'auparavant avec l'interprétation de vos formes en 2 ½ D. Ce dont vous avez vraiment besoin, c'est d'être capable de voir vos formes ainsi que les caractéristiques mécaniques que vous concevez dans le même environnement 3D que celui dans lequel vous faites la topologie. De cette façon, vous pouvez apporter des changements immédiats à votre placement au lieu d'attendre quelqu'un d'autre. La bonne nouvelle, c'est que maintenant vous pouvez le faire.

^{Le même placement sur la carte en 3D pour un contrôle complet}

Un véritable flux de travail de co-conception ECAD / MCAD

Les meilleurs outils de conception de PCB d'aujourd'hui vous donnent la possibilité de travailler dans un environnement 3D pour la vérification et le contrôle des placements. Pour ce faire, ces outils vous donneront une variété de fonctionnalités telles que la possibilité de créer des structures d'objets en 3D, soit manuellement, soit avec des outils de génération automatique. Vous pouvez également travailler avec des modèles STEP et échanger ces données avec des systèmes MCAD.

Grâce à ces fonctionnalités, vous pourrez importer les données CAO mécaniques et voir immédiatement en 3D les violations de placement des éléments mécaniques et apporter les modifications nécessaires. Avec de telles fonctionnalités, vous serez vraiment sur la bonne voie pour une véritable collaboration ECAD / MCAD.

J'ai découvert qu'Altium Designer^® est le meilleur outil pour le placement 3D avancé et les fonctionnalités MCAD dont nous avons parlé ici. Altium Designer me donne la possibilité de co-concevoir de manière collaborative afin de réduire les itérations de conception et d'initier des mises à jour de conception incrémentales dans le moteur Native 3D^™ d'Altium Designer.

Grâce à la possibilité de visualiser et de vérifier mon placement en 3D dans les fichiers de conception mécanique importés, je suis en mesure d'effectuer mes conceptions plus rapidement et avec un plus haut niveau de confiance dans le fait que mes composants seront placés où ils devraient l’être pour réussir une conception.

Altium est le logiciel de conception de PCB qui a fait toute la différence pour nous. Vous souhaitez en savoir plus sur la façon dont Altium peut vous aider à réaliser un véritable flux de travail de co-conception ECAD et MCAD ? Parlez-en à un expert d’Altium.