Qu'est-ce que c'est que toutes ces couches dans les empreintes de PCB ?

Chaque PCB nécessite des composants, même si ces composants sont marqués DNI et ne se retrouvent jamais dans l'assemblage final. Chaque composant possède une empreinte PCB, et chaque empreinte PCB contient des informations sur diverses couches. Les couches dans une empreinte PCB représentent des informations importantes sur le composant réel, mais toutes ne sont pas définies par l'utilisateur.

Comme nous avons récemment reçu quelques questions de spectateurs sur la chaîne Altium Academy concernant les empreintes PCB et les couches essentielles qu'elles devraient contenir, cet article se concentrera sur les informations contenues dans chaque empreinte. À partir de ces informations, vous devriez être en mesure de voir quelles couches d'empreinte sont les plus essentielles et quelles informations elles devraient contenir.

Couches importantes dans les empreintes PCB

Si vous êtes un nouvel utilisateur de logiciel de conception de PCB, et que vous prenez le temps de créer votre première empreinte personnalisée, vous remarquerez de nombreuses couches dans votre éditeur d'empreinte. Ces couches correspondent aux couches de base utilisées pour créer votre agencement de PCB, mais les couches de votre empreinte doivent inclure des informations spécifiques. Certaines de ces informations doivent être créées manuellement lors de la construction de l'empreinte du composant, et certaines informations sont générées automatiquement dans l'éditeur de PCB.

Le tableau ci-dessous résume la liste complète des couches nécessaires pour créer une empreinte. Les noms de couches avec un astérisque (*) sont requis pour créer une empreinte fonctionnelle minimale, bien que des informations supplémentaires seront nécessaires pour créer une empreinte de PCB.

Comme vous pouvez le voir, la plupart des couches d'une empreinte de PCB doivent être créées manuellement, mais la majorité des couches absolument nécessaires sont générées automatiquement. Cela soulève donc la question, quelles sont les couches manuelles que vous devriez créer, malgré le fait que toutes ces couches ne sont pas requises pour être utilisées dans une mise en page de PCB ?

Lorsque vous voyez « généré automatiquement » dans ce tableau, cela signifie que les couches sont générées par le moteur de règles de conception de PCB, et vous n'êtes pas requis ou incapable de créer ces informations manuellement dans vos empreintes de PCB. Dans Altium Designer, celles-ci sont gérées à l'intérieur de la mise en page PCB dans l'Éditeur de Règles et de Contraintes PCB.

Interdictions

Un autre exemple qui est assez important tant pour la fabrication, l'assemblage, que pour l'EMI/EMC, concerne les interdictions. Une couche d'interdiction est utilisée pour garantir que tout le reste dans la mise en page du PCB est maintenu à l'écart de cette partie de l'empreinte du PCB, incluant tout, depuis le cuivre jusqu'aux autres composants dans la mise en page du PCB. La plupart des composants n'auront pas besoin d'une couche d'interdiction.

Un exemple de couche de réserve sur un composant de PCB est montré ci-dessous. Le but de cette couche est d'empêcher le placement de composants et le routage dans la zone de réserve. Étant donné que ce composant est un connecteur, mais que le type de composant peut ne pas être évident juste en regardant l'empreinte, il est logique de définir des limitations de placement et de routage en utilisant des réserves.

Cours

Une couche de cour est utilisée pour dessiner l'espacement requis autour d'une empreinte de PCB tel que spécifié dans la norme IPC-7351. La norme donne une recommandation de dégagement de cour basée sur trois niveaux de densité :

• Le plus (densité la plus faible) :
  • Composants de montage en surface : dégagement de cour minimum de 0,25 mm (0,01 pouces).
  • Composants traversants : dégagement de cour minimum de 0,5 mm (0,02 pouces).
• Nominal (densité modérée) :
  • Composants de montage en surface : dégagement de cour minimum de 0,15 mm (0,006 pouces).
  • Composants traversants : dégagement de cour minimum de 0,25 mm (0,01 pouces).
• Le moins (densité la plus élevée) :
  • Composants de montage en surface : dégagement de cour minimum de 0,1 mm (0,004 pouces).
  • Composants traversants : dégagement minimal de la cour d'assemblage de 0,15 mm (0,006 pouces).

Un exemple de contour de cour d'assemblage montrant l'autorisation pour l'excédent de cour est présenté ci-dessous :

Ce contour est purement un outil utilisé par le concepteur de PCB pour s'assurer qu'il ne regroupe pas les composants trop près les uns des autres. De toute évidence, il devrait être clair que différents niveaux de densité acceptables nécessiteront différents dessins de cour d'assemblage, et vous pourriez trouver qu'une cour a été ignorée dans un composant tandis qu'à la place, un contour de dégagement est placé dans la couche de sérigraphie pour identifier les limites de dégagement. Malheureusement, cela pourrait conduire à des suppositions lors de la mise en page, et cela pourrait éventuellement nécessiter quelques déplacements de composants avant qu'un circuit imprimé puisse passer dans une ligne de montage en surface (SMT) si les marquages de sérigraphie n'indiquent pas un dégagement insuffisant.

Corps 3D

Les systèmes CAO qui supportent la visualisation 3D du PCB permettront également de vous attribuer un modèle 3D à un composant. Cela peut être attribué comme un modèle STEP ou sous un autre format de modèle solide. Dans l'empreinte du composant, la couche du modèle 3D montre les étendues du modèle 3D projetées dans un plan 2D depuis une vue de dessus (c'est la zone violette ci-dessus). Les détails du boîtier ne peuvent être vus que dans une vue 3D, ils ne seront pas visibles dans la couche correspondante dans l'empreinte du PCB.

Contours d'assemblage

Le contour d'assemblage pour un composant est uniquement nécessaire pour générer un dessin d'assemblage, que votre assembleur peut utiliser pour vérifier que les composants sont placés aux bons endroits. Votre maison de fabrication n'a pas besoin que les couches d'assemblage soient exportées en tant que Gerbers. Votre assembleur pourrait utiliser ces contours en interne pour créer ses propres dessins d'assemblage, ou vous pouvez utiliser ces contours pour créer vos propres dessins d'assemblage, soit dans un outil de dessin technique, soit dans l'outil Draftsman dans Altium Designer.

Ce qui est unique à propos de Draftsman dans Altium Designer est que la surface supérieure du corps 3D peut également être projetée dans un dessin d'assemblage, comme le montre l'exemple ci-dessous. Normalement, si vous vouliez créer autant de détails dans une application de dessin technique, vous auriez besoin de projeter manuellement tous vos modèles de corps 3D dans des fichiers DXF, puis de compiler ces fichiers DXF en une seule couche dans un dessin d'assemblage. Draftsman fait cela pour vous et génère instantanément des dessins très détaillés comme l'exemple montré ci-dessous.

Lorsque vous avez besoin de créer des empreintes personnalisées ou d'accéder à des empreintes pré-faites validées par les fabricants, assurez-vous d'utiliser l'ensemble complet d'outils de conception de PCB de pointe dans Altium Designer. Pour mettre en œuvre la collaboration dans l'environnement interdisciplinaire d'aujourd'hui, les entreprises innovantes utilisent la plateforme Altium 365™ pour partager facilement les données de conception et lancer les projets en fabrication.

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