Lorsqu'on parle de circuits imprimés, les novices confondent souvent « schémas de circuits imprimés » et « fichiers de conception de circuits imprimés », mais ces termes désignent en réalité deux choses différentes. Comprendre les différences entre ces deux notions est essentiel pour réussir la fabrication de circuits imprimés. Pour faciliter la tâche des débutants, cet article détaille les principales différences entre schémas de circuits imprimés et conception de circuits imprimés.
Qu'est-ce qu'un PCB
Avant d’aborder la différence entre schéma et conception, il faut comprendre ce qu’est un PCB ?
Fondamentalement, les appareils électroniques contiennent des circuits imprimés. Ce circuit imprimé vert, en métal précieux, relie tous les composants électriques de l'appareil et lui permet de fonctionner normalement. Sans circuit imprimé, les équipements électroniques ne fonctionneraient pas.
Schéma et conception de PCB
Le schéma d'un circuit imprimé est une conception bidimensionnelle simple qui illustre la fonctionnalité et la connectivité des différents composants. La conception du circuit imprimé est tridimensionnelle, et la position des composants est marquée une fois le fonctionnement normal du circuit assuré.
Le schéma de circuit imprimé constitue donc la première étape de la conception d'un circuit imprimé. Il s'agit d'une représentation graphique utilisant des symboles convenus pour décrire les connexions du circuit, que ce soit sous forme écrite ou numérique. Il indique également les composants à utiliser et leur mode de connexion.
Comme son nom l'indique, le schéma de circuit imprimé est un plan et un schéma directeur. Il n'indique pas l'emplacement précis des composants. Il décrit plutôt la manière dont le circuit imprimé assurera la connectivité et constitue un élément clé du processus de planification.
Une fois le plan finalisé, l'étape suivante est la conception du circuit imprimé. La conception correspond à la représentation physique du schéma du circuit imprimé, incluant la disposition des pistes et des trous en cuivre. Elle indique l'emplacement des composants susmentionnés et leur connexion au cuivre.
La conception des circuits imprimés est une étape liée aux performances. Les ingénieurs construisent des composants réels à partir de ces circuits imprimés afin de tester le bon fonctionnement de l'équipement. Comme mentionné précédemment, tout le monde devrait être capable de comprendre le schéma d'un circuit imprimé, mais il est difficile d'en comprendre le fonctionnement en observant un prototype.
Une fois ces deux étapes terminées et que vous êtes satisfait des performances du PCB, vous devez le mettre en œuvre via le fabricant.
Éléments schématiques du PCB
Après avoir compris la différence entre les deux, examinons de plus près les éléments du schéma d'un circuit imprimé. Comme mentionné précédemment, toutes les connexions sont visibles, mais il y a quelques points à prendre en compte :
Afin de pouvoir voir clairement les connexions, elles ne sont pas créées à l'échelle ; dans la conception du PCB, elles peuvent être très proches les unes des autres
Certaines connexions peuvent se croiser, ce qui est en réalité impossible
Certains liens peuvent être sur le côté opposé de la mise en page, avec une marque indiquant qu'ils sont liés
Ce « plan » PCB peut utiliser une page, deux pages ou même quelques pages pour décrire tout le contenu qui doit être inclus dans la conception.
Enfin, il est important de noter que les schémas plus complexes peuvent être regroupés par fonction pour améliorer la lisibilité. Ce type d'organisation des connexions ne sera pas appliqué à l'étape suivante, et les schémas ne correspondent généralement pas à la conception finale du modèle 3D.
éléments de conception de PCB
Il est maintenant temps d'approfondir les éléments du fichier de conception du PCB. À ce stade, nous sommes passés des plans écrits aux représentations physiques réalisées à partir de matériaux stratifiés ou céramiques. Lorsqu'un espace particulièrement compact est requis, certaines applications plus complexes nécessitent l'utilisation de PCB flexibles.
Le contenu du fichier de conception du PCB suit le plan établi par le flux schématique, mais, comme mentionné précédemment, les deux sont très différents en apparence. Nous avons abordé les schémas de PCB, mais quelles différences peut-on observer dans les fichiers de conception ?
Lorsqu'on parle de fichiers de conception de circuits imprimés, on parle d'un modèle 3D, comprenant un circuit imprimé et des fichiers de conception. Ils peuvent être monocouches ou multicouches, bien que les fichiers à deux couches soient les plus courants. On observe quelques différences entre les schémas de circuits imprimés et les fichiers de conception :
Tous les composants sont dimensionnés et positionnés correctement
Si deux points ne doivent pas être connectés, ils doivent contourner ou basculer vers une autre couche de PCB pour éviter de se croiser sur la même couche
De plus, comme nous l'avons brièvement évoqué, la conception des circuits imprimés accorde davantage d'importance aux performances réelles, car il s'agit en quelque sorte de la phase de vérification du produit final. À ce stade, la praticabilité de la conception doit entrer en jeu, et les exigences physiques du circuit imprimé doivent être prises en compte. Parmi celles-ci, on peut citer :
Comment l'espacement des composants permet-il une répartition suffisante de la chaleur
Connecteurs en périphérie
Concernant les problèmes de courant et de chaleur, quelle doit être l'épaisseur des différentes traces
Étant donné que les contraintes et exigences physiques font que les fichiers de conception de circuits imprimés diffèrent généralement fortement de la conception du schéma, ils incluent une couche sérigraphiée. Cette couche indique les lettres, les chiffres et les symboles pour aider les ingénieurs à assembler et à utiliser la carte.
Il est nécessaire de procéder comme prévu une fois tous les composants assemblés sur le circuit imprimé. Dans le cas contraire, il faut redessiner.
en conclusion
Bien que les schémas de circuits imprimés et les fichiers de conception soient souvent confondus, la réalisation de schémas et la conception de circuits imprimés font en réalité référence à deux processus distincts lors de la création d'un circuit imprimé. Le schéma de circuit imprimé, qui illustre le flux de processus, doit être créé avant la conception du circuit imprimé, et cette dernière est un élément important pour déterminer ses performances et son intégrité.