Un circuit imprimé (PCB) est un composant qui fait partie de presque tous les appareils électroniques que nous utilisons dans la vie quotidienne. Les PCB constituent la base des circuits et maintiennent ensemble tous les composants électriques et électroniques.
Si vous cherchez à construire votre propre circuit électronique, vous devez connaître les bases de la conception des PCB. L’ensemble du processus peut sembler intimidant pour les débutants, mais il n’est pas nécessaire d’être ingénieur pour aborder un projet de conception de circuits imprimés.
La plupart des projets de circuits imprimés suivent certaines étapes, ce qui permet de se lancer facilement avec peu ou pas d’expérience. Découvrez comment planifier votre projet de conception de PCB.
Qu’est-ce qu’un PCB?
Si vous avez déjà disséqué des composants électroniques, vous avez probablement vu une feuille verte, bleue ou rouge avec des fils et des composants argentés. Il s’agit d’un PCB. Bien qu’un PCB puisse ressembler à une technologie compliquée et étrangère, une fois que vous êtes familier avec la conception, il devient beaucoup plus facile d’imaginer vos propres cartes et applications.
Les PCB sont la base de circuits complexes et ont rendu possible la technologie moderne comme les smartphones, les ordinateurs portables et les téléviseurs à écran plat. Selon le dispositif électronique, les PCB peuvent être fabriqués avec une, deux ou plusieurs couches pour répondre aux besoins du circuit.
Lexique des PCB
Si vous vous lancez dans le processus de conception de PCB, il est important de connaître la terminologie de base des PCB.
Soldermask : Il s’agit de la couche verte, rouge ou bleue, non-conductrice du PCB, qui le protège d’un court-circuit.
Sérigraphie : Ce sont les marques blanches sur un PCB qui représentent les symboles des composants, les logos, les lettres ou d’autres informations pour la connexion du circuit.
Couches : Un PCB est composé de couches liées entre elles. La couche la plus externe est celle où les composants sont montés, tandis que les couches internes sont utilisées pour connecter les composants.
Plaques : Ce sont des surfaces de cuivre qui sont utilisées pour créer une connexion électrique entre les composants.
Empreinte : Toutes les informations concernant le circuit et les pastilles sont enregistrées dans le logiciel de conception de circuits imprimés sous forme d’empreintes.
Via ou trou traversant : Le courant circule à travers les couches extérieures d’un PCB. Un via aveugle est un chemin qui relie la couche extérieure et la couche immédiate, plutôt que seulement les couches extérieures.
Anneaux annulaires : Ce sont des anneaux de cuivre qui encerclent les trous plaqués.
Contrôle des règles de conception : Il s’agit d’une vérification logicielle qui identifie les défauts de conception du circuit.
Fichier Gerber : Il s’agit d’un fichier généré pendant la conception logicielle du circuit qui contient des informations sur les traces de cuivre, les composants, et plus encore.
Maintenant que vous savez ce qu’est un circuit imprimé et que vous connaissez la terminologie de base, découvrez comment vous pouvez commencer votre propre projet de conception de circuit imprimé.
Débutez par les exigences du projet
Avant de pouvoir concevoir votre PCB, vous devez établir les exigences du projet. Vous devez développer une compréhension approfondie du problème que vous essayez de résoudre et compiler une liste de composants et de matériaux essentiels. Selon l’application et l’industrie, votre PCB peut également devoir répondre à des normes ou des exigences établies. Si c’est le cas, créez une liste distincte des exigences que vous devez avoir et une liste des exigences qui seraient idéales. Avec ces informations, vous pouvez concevoir le circuit imprimé optimal tout en travaillant dans les limites de votre projet.
Choisissez votre budget
Votre budget est une grande partie de la conception de votre circuit imprimé. Avant d’élaborer un schéma, vous devez décider du montant que votre budget prévoit pour les coûts du circuit imprimé. Il est préférable de réduire les coûts au début du processus plutôt que de se lancer dans le projet et de découvrir que vous devez modifier toute la conception à mi-chemin.
Généralement, les budgets sont une fourchette de coûts pour différents composants, services ou processus, plutôt qu’un nombre fixe. La plupart des gens dépassent leur budget dès le premier projet, alors ne vous découragez pas si vous devez modifier certains aspects de votre conception ou de votre plan pour répondre à vos exigences budgétaires.
Créer un schéma
Un schéma est un élément essentiel de la conception de circuits imprimés. Le schéma peut commencer par une ébauche, mais doit comporter tous les composants et connexions nécessaires à la réalisation du projet. Vous pouvez créer un schéma sur papier ou en utilisant un logiciel de schéma dédié.
Avec le schéma, concentrez-vous sur l’obtention d’un brouillon avec tous les éléments de base. Il n’est pas nécessaire que ce soit parfait du premier coup. Créez un design minimal qui répond à vos exigences préétablies. Lorsque le schéma est commencé, vous pouvez voir quels composants doivent être regroupés, ce qui peut avoir un impact sur votre conception finale du PCB.
Optimiser votre conception
Le schéma est destiné à être ajusté au fur et à mesure. Optimiser votre conception signifie déplacer les composants, changer les couches ou apporter d’autres modifications pour créer un PCB plus efficace et fonctionnel. La meilleure façon d’optimiser votre mise en page peut changer avec chaque projet, mais vous voulez vous concentrer sur le raccourcissement des fils et le développement de solutions aux limitations d’espace sur votre PCB.
Gardez certaines choses à l’esprit lorsque vous optimisez votre mise en page. La carte est-elle rigide ou flexible ? La répartition du poids est-elle un facteur important ? Quelle quantité de chaleur votre carte va-t-elle générer ? Si l’un de ces points vous préoccupe, apportez des modifications pour résoudre le problème. Vous devriez être en mesure de créer une liste plus précise des pièces et des composants et de déterminer si vous respectez toujours votre budget. Continuez à travailler avec votre conception jusqu’à ce que vous obteniez les performances et le coût que vous préférez.
Parler avec un fabricant
Si vous voulez acheter un PCB, mais que vous n’êtes pas sûr d’avoir la meilleure disposition, demandez au fabriquants des conseils et des recommandations. Les fabricants de PCB connaissent leur métier et disposent d’ingénieurs internes qui seront heureux de répondre aux questions et d’aborder les préoccupations.
Lorsque vous posez des questions et que vous soumettez votre conception pour examen, ils peuvent avoir des conseils et des idées précieuses pour vous qui vous feront gagner du temps, de l’argent et de la frustration à l’avenir. Heureusement, les fabricants de PCB disposent de logiciels spécialisés qui garantissent que votre conception de PCB fonctionnera correctement.
En outre, les fabricants de PCB ont la capacité de produire de petites commandes, jusqu’à même une seule carte, de sorte que vous n’avez pas besoin de passer des commandes massives en vrac pour avoir une carte fabriquée par des professionnels. Cela ouvre un monde de possibilités pour les étudiants, les amateurs et les artisans d’accéder aux mêmes services de qualité que les professionnels.
