Non, je ne veux pas faire demi-tour : conseils pour le routage des pistes sur PCB
Regarder votre ancienne ville se développer, c'est comme regarder les derniers épisodes de votre série préférée, ou le deuxième volet d'un bon film, sorti des années plus tard. La ville où j'ai grandi était aménagée de rues si larges que pour se garer au centre ville on n'avait même pas besoin de faire de créneau. C'était une ville si petite que les embouteillages provenaient plus de deux conducteurs s'arrêtant pour papoter, que d'accidents. Quand je retourne dans ma ville, je constate comment elle s'est agrandie : la route, autrefois si large, a laissé place à une troisième voie de circulation.
Cette ville est beaucoup plus dynamique que lorsque j'étais enfant. Les embouteillages et accidents ont clairement augmenté, mais grâce à un plan d'urbanisme prévoyant, ce n'est pas encore la pagaille. Il en est de même pour les circuits imprimés : une planification appropriée peut éviter des accidents et des déboires en matière de conception, qui encombrent la circulation et provoquent des erreurs. Une conception de PCB correcte ne se résume pas à poster un gardien de la paix à un carrefour. Pour s'assurer que le flux du trafic reste fluide et tolérable, vous devez penser votre conception bien à l'avance, en tenant compte des circuits d'alimentation ainsi que des connexions des composants qui vous sont nécessaires.
Un routage de pistes adéquat sur votre conception de PCB nécessite autant de soins qu'un plan d'urbanisme. Un routage de pistes inadapté ne va pas créer d'accidents ni de ralentissements ; mais vous aurez des court-circuits. Tout comme un feu excessivement long sur une route à faible trafic, ou l'absence d'un panneau Stop alors que vous approchez d'un carrefour très fréquenté, un routage de pistes mal adapté peut affecter la qualité des soudures, et les pistes dans les couches internes peuvent provoquer des court-circuits. Une bonne compréhension du routage de pistes vous permettra de concevoir une carte de circuit imprimé adaptée au trafic.
Ne faites pas comme dans cette intersection : trop de connexions dans un même nœud augmente le risque de court-circuit.
Pourquoi prendre son temps dans le routage des pistes sur PCB ?
Le routage des pistes ne consiste pas seulement à mettre des feux tricolores : vert, rouge ou orange - vous savez, le feu orange que chaque conducteur interprète à sa façon ? Il s'agit plutôt de savoir comment de multiples facteurs peuvent influencer les pistes. En effet, tous les facteurs suivants sont des sources potentielles de court-circuits lors de la fabrication et du fonctionnement :
- Largeur de piste : Tout comme la largeur d'une route, la largeur d'une piste peut jouer sur la quantité de courant qu'elle peut transporter. Un trop-plein de charge et elle devient problématique, comme lorsqu'un nouveau magasin s'installe sur une petite route. Parfois, les pistes deviennent plus étroites au niveau de la connexion d'une pastille, ce qui augmente la résistance et la température, et peut endommager la carte. Réduire la largeur d'une piste n'est généralement pas une bonne idée.
- Connexions : L'augmentation du nombre de connexions vers une pastille ou un nœud aura pour effet d'augmenter le risque de court-circuit. Les pistes de branchement seront probablement plus rapprochées les unes des autres et comporteront plus d'angles où la charge électrique s'accumulera. Une pâte à souder irrégulière est fréquente et engendre des composants inclinés ou des ponts de soudure. Il convient d'évaluer soigneusement tout signal ou sortie de routeur automatique qui vous oblige à connecter de nombreuses pistes sur une même pastille.
- Taille des pastilles : Des pastilles plus grandes vous donnent plus de flexibilité, mais vous devez également tenir compte de la distance qui les sépare. C'est là que peuvent se produire les court-circuits sur ponts de soudure. Il sera plus difficile de voir apparaître des ponts de soudure sur des écarts plus grands.
- Dimensions uniformes : En uniformisant les tailles des pastilles et des pistes, cela facilitera la vérification des règles de conception et les erreurs, en particulier si vous réalisez des cartes multi-couches. Tout comme le bureau des permis de construire dans une ville, les règles peuvent être fastidieuses, surtout lorsque vous devez répondre à de nombreuses alertes, mais elles vous évitent de plus gros ennuis par la suite.
- Coins : Des pistes comportant des courbes serrées créent des points où peuvent s'accumuler des champs électriques. Bien qu'une fabrication de qualité puisse gérer les angles, une fois la carte en fonctionnement, il y a un risque plus élevé de formation d'un arc électrique et de court-circuits. Privilégiez donc les angles arrondis plus grands.
Comme pour les virages d'autoroute, éviter les courbes serrées dans vos pistes de PCB, le risque d'arc électrique et de court-circuit étant plus élevé.
Meilleures pratiques en matière de routage de pistes
En règle générale, ce sont les conducteurs qui ne connaissent pas bien la région qui encombrent le plus souvent les routes. En matière de conception, ce sont également les concepteurs qui ne se sont pas familiarisés avec le routage des pistes qui sont le plus susceptibles d'avoir des court-circuits sur la carte, dûs à de mauvaises pratiques de routage. Comprendre tout ce qui peut affecter votre routage vous permet d'éviter le court-circuit, et assurer le bon fonctionnement. Voici quelques-unes des meilleures pratiques en matière de routage des pistes :
- Vérifiez les limites quant à la largeur et l'espacement des pistes auprès de votre fabricant avant de démarrer le routage.
- Appliquez des largeurs de piste adaptées à la charge électrique.
- Utilisez des règles de conception plus larges si vous n'êtes pas contraint par des pistes et des espacements étroits. C'est plus simple et c'est moins cher.
- Favorisez des pistes courtes et directes, ce qui est plus facile si vous...
- Groupez les composants associés sur la carte.
- Évitez des courbes trop serrées dans votre routage.
Les zones comprenant un grand nombre de pistes sont plus susceptibles de contenir des taux de défauts élevés, au même titre que plus il y a de voitures, plus il y a d'accidents. Tous les risques encourus par chaque piste s'additionnent et des compromis doivent être faits en termes de conception pour réussir à tout placer dans un espace confiné. Il est essentiel de planifier la disposition de votre routage en amont, afin d'optimiser l'emplacement des pièces et minimiser les zones à haute densité.
Si vous avez besoin d'un routage de pistes à haute densité, vous devez utiliser des outils de conception capables de supporter la performance que vous souhaitez tirer de votre carte. Une solution est CircuitStudio d'Altium, avec des règles de conception qui s'adaptent à vos exigences.
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