Trois conseils pour réduire les risques liés à la conception des circuits imprimés

Il existe de nombreuses façons de réduire les risques associés à la conception des circuits imprimés. Certaines d'entre elles consistent à orienter tous les composants dans la même direction et à utiliser des vias multiples aux transitions entre les couches. D'autres consistent à séparer les circuits analogiques et numériques et à éloigner les circuits oscillants de la chaleur.

Orienter les composants dans la même direction

Les risques liés à la conception des circuits imprimés sont minimisés en orientant les composants dans la même direction. Cette pratique permet de minimiser le temps d'assemblage et de manipulation, et de réduire les retouches et les coûts. L'orientation des composants dans le même sens permet également de réduire la probabilité qu'un composant soit tourné de 180 degrés pendant les tests ou l'assemblage.

L'orientation des composants commence par la construction de l'empreinte. Une empreinte incorrecte peut conduire à des pièces mal connectées. Par exemple, si une diode est orientée avec sa cathode pointant dans une direction, la cathode peut être connectée à la mauvaise broche. De même, les pièces à broches multiples peuvent être installées dans la mauvaise orientation. Les pièces peuvent alors flotter sur les plaquettes ou se dresser, ce qui provoque un effet de "tombstoning".

Dans les circuits imprimés plus anciens, la majorité des composants étaient orientés dans une seule direction. Cependant, les circuits imprimés modernes doivent tenir compte des signaux qui se déplacent à grande vitesse et sont soumis à des problèmes d'intégrité de l'alimentation. En outre, des considérations thermiques doivent être prises en compte. Par conséquent, les équipes chargées de la mise en page doivent trouver un équilibre entre les performances électriques et la facilité de fabrication.

Utilisation de vias multiples aux transitions de couches

Bien qu'il ne soit pas possible d'éliminer complètement les vias aux transitions de couches, il est possible de minimiser le rayonnement qu'ils produisent en utilisant des vias de piquage. Ces vias doivent être proches des vias de signal afin de minimiser la distance parcourue par le signal. Il est important d'éviter le couplage dans ces vias, car cela compromet l'intégrité du signal pendant son transit.

Une autre façon de réduire les risques liés à la conception des circuits imprimés est d'utiliser plusieurs vias au niveau des transitions entre les couches. Cela permet de réduire le nombre de broches sur un circuit imprimé et d'améliorer la résistance mécanique. Elle permet également de réduire la capacité parasite, ce qui est particulièrement important lorsqu'il s'agit de hautes fréquences. En outre, l'utilisation de vias multiples aux transitions de couches permet également d'utiliser des paires différentielles et des pièces à nombre de broches élevé. Toutefois, il est important de limiter le nombre de signaux parallèles afin de minimiser le couplage des signaux, la diaphonie et le bruit. Il est également recommandé d'acheminer les signaux de bruit séparément sur des couches distinctes afin de réduire le couplage des signaux.

Éloigner la chaleur des circuits oscillants

L'une des choses les plus importantes à garder à l'esprit lors de la conception d'un circuit imprimé est de maintenir la température aussi basse que possible. Pour ce faire, il faut veiller à la disposition géométrique des composants. Il est également important d'éloigner les circuits à courant élevé des composants thermosensibles. L'épaisseur des traces de cuivre joue également un rôle dans la conception thermique des circuits imprimés. L'épaisseur des traces de cuivre doit fournir un chemin à faible impédance pour le courant, car une résistance élevée peut entraîner une perte de puissance et une génération de chaleur significatives.

L'éloignement de la chaleur des circuits oscillants est un élément essentiel du processus de conception des circuits imprimés. Pour des performances optimales, les composants de l'oscillateur doivent être placés près du centre de la carte, et non près des bords. Les composants situés près des bords de la carte ont tendance à accumuler beaucoup de chaleur, ce qui peut augmenter la température locale. Pour réduire ce risque, les composants de forte puissance doivent être placés au centre du circuit imprimé. En outre, les circuits à courant élevé doivent être éloignés des composants sensibles, car ils peuvent provoquer une accumulation de chaleur.

Éviter les décharges électrostatiques

Éviter les décharges électrostatiques lors de la conception des circuits imprimés est un aspect essentiel de l'ingénierie électronique. Les décharges électrostatiques peuvent endommager les puces semi-conductrices de précision à l'intérieur de votre circuit. Elle peut également faire fondre les fils de liaison et court-circuiter les jonctions PN. Heureusement, il existe de nombreuses méthodes techniques pour éviter ce problème, notamment une disposition et une stratification correctes. La plupart de ces méthodes peuvent être mises en œuvre en modifiant très peu votre conception.

Tout d'abord, vous devez comprendre comment fonctionnent les décharges électrostatiques. En bref, les décharges électrostatiques provoquent la circulation d'une quantité massive de courant. Ce courant se dirige vers la terre en passant par le châssis métallique de l'appareil. Dans certains cas, le courant peut suivre plusieurs chemins jusqu'à la terre.