Pourquoi la complexité croissante de la conception de circuits imprimés amène-t-elle à utiliser le meilleur logiciel professionnel ?

Tout vous semblait si simple quand vous étiez enfant, n'est-ce pas ? Pas de travail, pas de crédit à rembourser, ni d’enfants à disputer. Mon occupation principale consistait à courir dehors et à essayer de ne pas trop me salir en jouant. Maintenant, la vie est évidemment plus intéressante, mais aussi un peu plus compliquée. C'est la même chose pour l’industrie du circuit imprimé : elle a grandi et elle est devenue plus complexe. Fini le temps des grandes cartes toutes simples. Maintenant tout doit être petit, élégant et parfois même flexible. Ces tendances obligent les concepteurs à ne plus se contenter d'être un simple créateur de routages ou de schémas pour devenir polyvalent. C’est pourquoi avoir le meilleur logiciel est important, car cela va vous aider à différents niveaux : conception de circuits flex-rigides, collaboration en CAO mécanique/électronique et coopération des divers acteurs concernés et analyse PDN.

Conception flex-rigide

J’étais beaucoup plus souple quand j’étais petit ; maintenant je peux à peine toucher mes orteils. Pour les circuits imprimés, c'est visiblement le contraire : plus le secteur prend de l'âge, plus ils deviennent flexibles.

Alors que toutes sortes de produits bousculent le secteur de la conception flexible, l'Internet des objets (IdO) et les objets portables en sont les principaux instigateurs. Ce type d'appareils présente des facteurs de formes atypiques et peu d'espace. Les cartes flexibles ou flex-rigides sont devenues la solution idéale.

Mais concevoir une carte flexible, c'est plus facile à dire qu'à faire. Il faut prendre en compte de très nombreux facteurs : les matériaux, le routage, le choix entre rigide et flexible et le montage. Si vous voulez réussir votre carte, vous aurez besoin d'un logiciel capable de vous aider dans tous ces domaines. Un bon logiciel de conception doit être accompagné d'une documentation détaillée sur les matériaux et les techniques de conception. Il doit également proposer des fonctionnalités conçues pour vous aider à contrôler les empilements de couches et  vérifier les espacements en 3D sur votre carte. Tout le monde a besoin d'outils pour son travail. Ces outils-là feront de la conception flex-rigide un véritable jeu d'enfant.

Concevoir des circuits imprimés flexibles n'est pas chose facile.

Collaboration CAO électronique/CAO mécanique

Parfois les enfants ont du mal à travailler ensemble. Le petit Jimmy veut construire un château en Lego, mais Sandra pencherait plutôt pour un vaisseau spatial. Tous deux finissent par pleurer et le jeu est terminé. Les ingénieurs peuvent rencontrer le même genre de problèmes de collaboration. Nous aimons rester en terrain connu et laisser le reste à d’autres. Cependant, à mesure que les circuits se complexifient, la collaboration devrait s'intensifier pour accélérer et simplifier les choses.

On peut facilement oublier de tenir compte du boîtier dans lequel la carte doit s’insérer. Cela peut entraîner de multiples retours en arrière et de nombreuses demandes de modifications techniques. Il existe désormais des logiciels capables d'importer le modèle du boîtier en 3D, de créer un modèle visuel en 3D de votre circuit imprimé et de vérifier les espacements pour vous. Ces solutions peuvent considérablement alléger le processus de conception et vous éviter les casse-têtes lorsqu'il s'agit de savoir où placer chaque pièce.

L'industrie tente d'évoluer vers les circuits imprimés en 3D et la fabrication additive. Ce type de produits se généralisant, il vous faudra de plus en plus travailler en étroite collaboration avec les ingénieurs en mécanique si vous voulez que vos conceptions 3D fonctionnent vraiment. Autrement dit, autant vous lancer et commencer dès maintenant cette collaboration.

La coopération entre les parties concernées

De la même manière que les responsables en mécanique et électronique aiment rester dans leur domaine, nous avons souvent tendance à laisser les intervenants extérieurs à l'écart de notre travail. Je suis ingénieur en conception, donc je n’ai pas à me soucier du fabricant ni du fournisseur.

Pourtant, lorsque vous les impliquez davantage dans le processus de conception, tout devient plus simple. N'avez-vous jamais obtenu une carte équipée de composants erronés ? Vous pouvez éviter ce type de problème en travaillant en étroite collaboration avec votre fournisseur. Inutile cependant de faire vous-même toutes les démarches. Lorsqu'une pièce est en rupture de stock ou n'est plus fabriquée, vous n'avez certainement pas envie de devoir appeler votre fournisseur pour lui communiquer toute une nouvelle liste. C'est pourquoi il est plutôt bien d'avoir un logiciel qui vérifie si les composants dont vous avez besoin sont disponibles et vous propose des composants de remplacement si besoin.

Ce sont de bonnes habitudes à prendre pour plus tard. De plus en plus de sociètés en plein essor intègrent verticalement leur conception et leurs processus de fabrication. Pensez notamment à Tesla, qui développe des batteries et une technologie solaire. L'intégration verticale réduit les coûts, permet aux sociétés de s'adapter plus facilement à l'évolution de l'industrie et, enfin, de produire de meilleurs circuits imprimés.

Tandis que vous vous efforcerez à devenir le nouveau Tesla, vous devrez communiquer efficacement avec votre fabricant. Entretenir une relation de proximité avec l'équipe de fabrication vous permettra de  réduire les défauts de fabrication, et vous gagnerez du temps et de l'argent. Mais comment faire pour communiquer avec eux ? La société se trouve probablement sur un autre fuseau horaire, vous ne pouvez pas les appeler à chaque fois que vous avez une question. C’est pourquoi il est important d'utiliser de bons logiciels qui communiquent clairement les spécifications de votre carte et informent le fabricant sur vos composants. Ainsi, l'équipe de fabrication reçoit toutes les mises à jour sur vos conceptions sans que vous ayez à l'appeler toutes les nuits.

Sans un bon outil d'analyse PDN, votre carte risque de terminer comme celle-là.
 

PDNA

Je parie qu’enfant, vous n'aviez probablement jamais imaginé qu'il vous faudrait un jour savoir analyser un réseau de distribution de puissance. Devenu adulte, vous réalisez maintenant que l'analyse PDN est essentielle pour assurer le bon fonctionnement de vos cartes sophistiquées dès le premier essai et accessoirement pour éviter aussi qu'elles n’explosent.

L'analyse PDN est une étape très importante, car elle permet d'éviter les chutes de tension et la surchauffe. Cela permet d'identifier les endroits où il faut élargir les conducteurs afin de réduire les chutes de tension et garantir le bon fonctionnement de votre circuit imprimé en toutes circonstances. L'analyse de la densité du courant permet aussi d'identifier les points de surchauffe potentiels. Vous pouvez ainsi apporter les modifications nécessaires en vue de réduire la température sans ajouter de dissipateurs thermiques.

Le seul problème, c'est que l'analyse PDN est quasiment impossible à réaliser manuellement. Le plus simple est d'utiliser un module logiciel complémentaire, mais il faut quand même tenir compte du temps de formation. Il vous faudra sans doute aussi apprendre sur l'analyse du signal. Le logiciel de conception de circuits imprimés idéal dispose d'une solution d'analyse PDN intégrée aux outils que vous utilisez déjà.

Ce n'est pas simple de grandir, mais concevoir ce type de circuits intégrés est encore plus difficile. On a besoin de toute l'aide possible lorsqu'on se lance dans les circuits flex-rigides, la modélisation 3D, le HDI et l'analyse PDN. Heureusement pour vous, il existe une solution qui répond à tous ces besoins. Altium Designer offre une vaste gamme de fonctionnalités qui vous permettra justement de résoudre tous ces problèmes. Et ce n'est pas tout : Altium travaille constamment sur la création de nouveaux outils qui vous permettront de répondre à toutes les évolutions futures. Vos circuits imprimés sont à la pointe de la technologie, votre logiciel doit l'être aussi.

Vous avez des questions sur la conception de circuits imprimés complexes ? Contactez un expert Altium.