CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMÉS -...

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 1/17

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMSPar D. MULLER (St IFTEC)

Cet expos est consacr l'tude des moyens et des mthodes permettant de dfinir et d'obtenir les des-sins correspondants au futur circuit imprim. Le point de dpart est le schma de principe de la fonction lectronique mettre en carte.

Le but est le dessin des lments de la carte de circuit imprim, soit:

le trac des pistes pour chaque face,

le reprage des composants,

les zones d'pargne soudure,

les plans d'usinage.

Pour mener bien l'tude d'un circuit, il faut tenir compte de plusieurs critres. Certains sont d'ordre lectrique, thermique, mcanique, d'autres sont les normalisations, les contraintes de standardisation, les critres de fabrication et ceux relatifs aux composants.

La difficult d'une conception est due au fait que tous ces paramtres interviennent en mme temps par leur interaction, ce qui oblige le concepteur les connatre fond avant d'agir, et surtout avoir un bon entranement mental ce type de rflexion. En dfinitive, une bonne conception ne peut tre ralise que par un concepteur expriment.

L'expos qui va suivre n'a pas la prtention d'apprendre concevoir des circuits. Il indiquera seulement aux dbutants quels sont les paramtres dont il faut tenir compte et comment les calculer. Ce sont uni-quement les bases de la conception, le reste venant par la pratique d'une certaine gymnastique intellec-tuelle.

Les complments techniques cet expos peuvent tre trouvs dans les normes franaises NCF 93713, UTE 93703 entre autres.

1) TUDE DU TRACLe trac des pistes, galement appel impression conductrice, est le cheminement de cuivre ralisant l'in-terconnexion lectrique des composants. Cette liaison de cuivre relie donc deux ou plusieurs broches de composants. Dans le cas le plus simple. la piste va de la patte x la patte y, (Fig. 1 page 10), et s1arrte la proximit de la patte. La jonction la patte sera termine ultrieurement par un joint de soudure. On re-marque que les ensembles trou/pastille sont les points de repre du trac. Ils conditionnent l'insertion des composants, d'une part, et le passage des pistes d'autre part. Ce sont donc les trous qui serviront de rf-rence l'tude du trac, et galement aux contrles dimensionnels. Les trous sont positionns par l'im-plantation des composants.

PARAMTRES LECTRIQUESUne plaque de circuit imprim est compose d'un support isolant sur lequel circulent des pistes de cuivre. A ce sujet, plusieurs lments sont dterminer. Ces lments sont reports sur la figure 2 page 10.

1-) - Isolement entre deux parties conductricesAucune matire n'est parfaitement isolante et si on applique une diffrence de potentiel entre deux points, il existera toujours un courant de fuite circulant dans la matire entre les deux points. La connaissance des paramtres agissant sur les courants de fuite permettra de calculer les espacements minimums respecter entre deux pistes pour que celui-ci soit sans effet sur le fonctionnement du montage lectronique.

Si le courant de fuite est important, (pistes trop rapproches), on s'expose un fonctionnement instable, des signaux dforms par amortissement, des vitesses de transfert ralenties, et des rglages prsentant des

H:\cours\Circuits Imprims\CONCEPTION DES CIRCUITS imprims.doc jj/03/OO 21:54D. LADURELLE Lyce Technique VAUCANSON.

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 2/17variations alatoires.

Ces rsistances parasites existent entre deux pistes de la mme face, ("Ris" = rsistance d'isolement super-ficiel), et entre deux pistes deux niveaux diffrents ("Rit" = rsistance d'isolement transversal). Ces r-sistances sont fonction de la rsistivit spcifique de la matire isolante et des souillures introduites par les procds de fabrication du circuit qui jouent un rle important sur la rsistivit de surface. Il en est de mme des conditions de fonctionnement de la carte lectronique : humidit de l'air et altitude.

Dans la mesure ou le circuit est bien dcontamin aprs fabrication, et parfaitement sec, il est possible d'appliquer la relation suivante:

LeRIS 160=

Ris = Rsistance d'isolement superficiel,

= Rsistivit de la matire, spcifie dans la norme NCF 93711e = Espacement des pistes (mm)L = Longueur en regard des conducteurs paralllesEn ce qui concerne la rsistance transversale, Rit, c'est une combinaison de la rsistance de surface et de la rsistance volumique.

Il est possible de dterminer rapidement ces paramtres en faisant un essai sur la matire elle-mme. L'prouvette de mesure est grave par un procd traditionnel selon le plan de la figure 3 page 10. Les mesures de Ris et de Rit y sont faites sous une tension de 500 V 50 V l'aide d'un galvanomtre branch selon la figure 3.

Le graphique de la figure 4 page 11 indique l'espacement minimal des conducteurs en fonction de la tension nominale entre eux, ainsi que la tension disruptive correspondante. On voit par exemple que deux pistes prsentant une diffrence de potentiel de 100 V devront avoir un cartement minimum de 0,5 mm, ce qui donne une tension disruptive de 1 500 V en 50 Hz. ou de 2 500 V en courant continu.

Dans le cas o les pistes vhiculeraient des impulsions fronts rapides ou des tensions de commutation, il ne faut pas oublier que les rsistances d'isolement provoquent des amortissements allongeant les temps de commutation, ce qui dforme les signaux et ralentit la vitesse de transfert des informations. Il faut ncessairement tenir compte de ce phnomne dans la conception des circuits rapides, tels que les calculateurs, l'informatique, la commutation.

2-) - Intensit admissible dans une piste, largeur de piste

Une piste de section S donne (paisseur * largeur) et de longueur L, prsente une rsistance R = * L/S ( tant la rsistivit du mtal). Quand un courant i circule dans une piste, il s'y produit un dgagement de chaleur tel que W = R * i * t (dans le cas d'un courant continu) soit une puissance calorifique de P = R * I2 Watts. Or, on sait que 1W = 1J/s et que 1J = 1/4,18 calories. Donc, chaque seconde, il se produit 0,24 R * i2 calories dans la piste en question.

Ces calories sont en partie absorbes par le support isolant qui est en contact troit avec une face de la piste. Ce support joue le rle d'un refroidisseur et les calories y sont vacues par l'intermdiaire de la jonction cuivre/support. Cette jonction n'offre pas une conduction thermique parfaite et il y a donc tou-jours une diffrence de temprature entre le cuivre et son support, (Fig. 5 page 12). Si l'on suppose que le support reste la temprature ambiante, la piste prsentera alors une lvation de temprature. Mais puisque la temprature de la piste s'lve, la rsistance de cette piste va augmenter selon la loi classique :

R2 = R1 * [1 +(T2 -T1)]

Pour limiter l'chauffement qui risque de dtriorer le circuit, il faut calculer la section de la piste de fa-on diminuer la rsistance R. L'paisseur du cuivre tant fixe, on calcule la largeur de la piste en fonc-tion du courant y faire passer. A titre indicatif, une densit de courant de 27 A/mm2 de section dans du cuivre de 35 m d'paisseur provoque un chauffement ce 8 0C par rapport l'ambiante. Des abaques pratiques permettent de faire un choix rapide ce la largeur (Fig. 5).

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 3/17Remarque : Le fait de doubler l'paisseur du cuivre ne permet pas de diviser par deux la largeur de la piste. En effet, pour la mme section et la mme quantit de chaleur produite, la surface d'change avec le support est plus faible, donc l'vacuation des calories moins efficace d'o lvation de temprature plus importante.

3-) - Capacit et inductance entre deux pistesLa capacit et 'inductance entre deux pistes parallles provoquent des couplages qui ont pour rsultat de reproduire sur une piste les informations qui circulent sur l'autre piste. C'est le phnomne de "diapho-nie". Ce phnomne peut provoquer le mlange des conversations sur des lignes par effet de proximit. Au niveau de l'lectronique industrielle, il y aura des erreurs d'adresse, d'information et des ractions d'une fonction sur l'autre.

a) - La Capacit parasite peut tre calcule par la relation classique :

C = 8,85 Er eS

* 10 12 Farads

C = capacit en Farads (F)

S = surface des pistes en regard (m2)

e = espacement des pistes (m)

Er = permittivit relative de l'isolant (voir NCF 93 711, fiche particulire de la matire considre). En gnral, Er 5.

Elle se fait particulirement sentir entre les pistes parallles sur les couches diffrentes, car la surface en regard peut devenir importante.

b) - L'Inductance est toujours prsente sur deux pistes parallles rapproches, qu'elles soient sur la mme face ou sur deux couches diffrentes. Le mode de calcul tant relativement complexe, il est pratique d'uti-liser les graphiques existants publis dans le guide UTE C 93 703 (Union Technique de l'Electricit). Pour information, nous donnons en Fig. 6 page 14 un graphique permettant de dterminer l'inductance de deux conducteurs parallles dans une certaine fourchette des possibilits habituelles.

c) - Utilisation rationnelle des inductances et capacits parasites. Dans certains cas bien prcis, il est possible d'utiliser avec avantage ces capacits parasites et inductances. C'est la technique des lignes microrubans ou microstrip et strip-line. Nous n'en donnons ici que le principe titre d'information, (Fig. 7 page 15).Un composant reoit l'information en provenance d'un autre composant, et cette information circule sur une piste active par rapport une autre piste de rfrence qui est gnralement la masse lectrique.

L'ensemble piste active - piste de rfrence forme une ligne de transmission. Vis--vis de l'information transporter, cette ligne de transmission prsente des caractristiques lectriques dont nous avons dj parl: la capacit et l'inductance L. Sans faire de cours d'lectronique, nous rappelons seulement que L est affecte d'une rsistance propre et C galement, ce qui fait que L et C sont des impdances complexes comportant une valeur relle plus une valeur imaginaire.

L'ensemble de ces termes permet de dfinir l'impdance caractristique Z de la ligne, ce qui est videm-ment une valeur complexe dans le cas gnral, (terme rel + terme imaginaire).

Nous rappelons galement que la puissance transmise par une ligne atteint une valeur maximum quand cette ligne prsente une impdance caractristique relle assimilable une rsistance pure, et gale celle de la source de l'information et du rcepteur, de mme que le rendement est maximum et le signal non dform. Dans ces conditions, on dit que ta ligne est adapte. Ces conditions d'adaptation sont primordiales dans le transfert des frquences leves et des impulsions rapides.

L'utilisation rationnelle des lments L et C consiste donc dterminer la gomtrie des pistes de sorte

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 4/17que L et C permettent d'obtenir une ligne adapte.

II CONDITIONS MCANIQUES ET THERMIQUES

1-) - Adhrence des pistesL'adhrence d'un conducteur son support dpend d'un grand nombre de facteurs parmi lesquels se trouve la surface de contact cuivre/support.

Chaque matire de C.l. possde une caractristique d'adhrence par unit de surface (comme un collage) ; cette caractristique est mentionne dans les feuilles particulires de la Norme NCF 93 711.

Cette force d'adhrence est diminue chaque opration thermique, (traitements de surfusion, tamage soudure, cuisson de srigraphie, etc.). La perte d'adhrence peut tre telle que la force qui maintient la piste en place n'est plus suffisante. Dans ce cas, ta piste se dcolle de son support, mme avec un effort trs faible, (par exemple retouches au fer souder, dilatation du cuivre lors de l'tamage).

Pour viter ce problme il est conseill d'augmenter dans la mesure des possibilits la largeur des pistes.

Remarque: Pour les pistes de largeur infrieure 0,8 mm, l'adhrence peut tre trs infrieure la norme par suite des imperfections locales de la jonction cuivre support.

2-) - Adhrence des pastillesLe problme est le mme pour les pastilles. En effet, quand un trou est perc dans une pastille, il reste une couronne de cuivre autour du trou, et c'est cette plage de cuivre qui lie la pastille au support. La force d'ar-rachement d'une pastille est souvent spcifie pour un diamtre donn mais il n'y a pas ici de corrlation linaire entre cette force et la surface par suite des modifications alatoires apportes au moment du per-age, et tendant diminuer l'adhrence. Ces modifications sont prpondrantes sur des pastilles de faible et ngligeables sur les pastilles de grand . On cherchera donc utiliser des pastilles grande surface de contact, soit un certain rapport pastille / trou ou encore l'utilisation de pastilles carres ayant le mme encombrement en x et y qu'une pastille ronde, mais offrant une plus grande surface de jonction au support.

Remarque: Lorsque les trous sont mtalliss, la paroi mtallique du trou apporte une force d'ancrage sup-rieure pour une pastille donne. Dans ce cas on peut donc rduire l'extrme le diamtre des pastilles, mais il ne faut pas oublier les dfauts de centrage trou pastille qui doivent malgr tout laisser une cou-ronne continue pour la soudure.

3-) - Surface de cuivre importante : plan de masse.Lorsqu'il est ncessaire d'tablir un plan de masse lectrique, il est logique de laisser une grande surface de cuivre. Cette mthode est parfaitement valable mais condition de prvoir un quadrillage de cette sur-face (voir Fig 8). Cette configuration ne modifie pas les phnomnes lectriques mais elle est avantageuse au point de vue thermo-mcanique. En effet, Si la temprature de la plaque augmente de faon importante au cours du procd de fabrication, la dilatation d'une grande surface de cuivre exerce une contrainte mcanique sur la matire isolante. Cette contrainte provoque une dformation qui se traduit par l'obtention d'une plaque voile, (flche, torsion). Ce dfaut peut se produire pendant la surfusion, l'ta-mage, la soudure, la cuisson de srigraphie.

Quand la plaque est strie, les manques de mtal l'intrieur de la surface se prsentent comme des joints de dilatation et rduisent considrablement les dformations.

Cette technique offre un avantage supplmentaire: chaque surface sans cuivre est un point stable pour 'acorochage du vemis pargne soudure, point trs intressant quand l'pargne est ralise sur une plaque recouverte d'tain-plomb lectrolytique, lequel fond lors de la soudure.

4-) - Freins thermiques

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 5/17Quand le procd de fabrication comporte un systme de soudure par mthode simultane, (bain ou vague par exemple), certaines prcautions doivent tre prises pour faciliter la prise de soudure sur les pastilles de la face composants.

La brasure qui arrive cet endroit vient de la face infrieure en passant travers le trou o elle se refroi-dit. Par consquent, lors de l'arrive de la goutte sur la pastille suprieure, sa rserve calorifique est forte-ment diminue et l'opration de soudage compromise si la pastille demande beaucoup de calories.

Il faut alors prvoir sur la face lments, la conception, des pastilles s'chauffant facilement, donc pr-sentant une faible masse mtallique. La solution est simple, il suffit de diminuer le diamtre des pastilles et de les sparer des grosses pistes en tablissant une fine liaison pastille piste.

Dans le cas d'un plan de masse ralis sur la face lments, le trou ne doit pas tre plac en pleine zone cuivre. Il faut dgager une pastille dans cette surface cuivre et la relier la masse par un petit pont de cuivre (Fig. 9 page 16).

On obtient ainsi autour de la pastille une zone de faible conductibilit thermique que l'on appelle "frein thermique". Cette zone permet un chauffement rapide de la pastille donc une soudure aise.

5-) - Morsure latralePendant la gravure du cuivre il se produit toujours une attaque de pistes par leur flan, ce qui a pour rsul-tat de rduire la largeur de la piste (Fig. 10 page 16).

Cette rduction doit tre prise en compte lors de la conception du circuit et obligatoirement sur des pistes fines. En gnral. on admet une diminution de la largeur de la piste gale une paisseur de cuivre, soit par exemple 0,35/10 mm pour un cuivre de 35m.

III- CRITRES DE FABRICATION NORMES.

1-) - Prcision - classes de gravureNous avons vu que les paramtres lectriques et mcaniques imposent certaines configurations gom-triques du trac de l'impression conductrice : position des trous, largeur et isolement des pistes, diamtre des pastilles. Ces paramtres doivent tre respects pendant les oprations de fabrication du circuit, et on doit les retrouver sur la carte grave car c'est ce moment qu'ils deviennent oprationnels.

A cet effet les cartes imprimes ont t classes selon les caractristiques de gravure afin d'obtenir un systme cohrent des dimensions des divers paramtres. Les cinq classes tablies servent de guide l'tude d'un circuit et sa fabrication. Les tableaux consignant les paramtres de chaque classe prsentent trois Positions :

conception, clichs, cartes termines, ce qui permet de tenir compte des altrations possibles sur les di-mensions entre un dessin de conception, un clich et la carte termine. Nous donnons, ici, en exemple, un tableau rcapitulatif des dimensions.


caractristiques Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Classe 5Con Cl C-U Con Cl C-U Con Cl C-U Con Cl C-U Con Cl C-U

Largeur minimale des conducteurs

0,80 0,70 0,55 0,50 0,45 0,35 0,40 0,36 0,30 0,25 0,22 0,17 0,15 0,13 0,10

Espacement minimal entre conducteurs et/ou pastilles

0,70 0,60 0,45 0,50 0,45 0,35 0,35 0,31 0,25 0,23 0,20 0,17 0,20 0,18 0,15

Diffrence minimale entre pastille et trou

trous non mtalliss

trous mtalliss 1,60

1,20

1,20

0,80

0,90

0,64

0,90

0,47

0,90

0,40

Largeur radiale minimale

trous non mtalliss

trous mtalliss

avec ou sans revetement

0,20

0,05

0,20

0.05

0,20

0,05

0.20

0,05

0,20

0,05

Tolrance de superposrtion d'une face par rapport l'autre (dessin modle ou clich)

0.15 0,10 0,07 0.03 0.03

Tolrance de la position des pastilles par rapport la grille (dessin modle ou clich)

0.20 0,10 0.05 0.02 0.02

"Con" = conception ; "Cl" = clichs ; "C-U" = cartes usines.

2-) - Sens et forme des pistesLa disposition du trac influe beaucoup sur les procds de fabrication. En ralisant certaines oprations telles que la srigraphie. l'tamage au rouleau, la soudure, on remarque rapidement que la qualit obtenue est meilleure sur les pistes orientes paralllement au sens de travail, que l'on appelle "sens machine".

Sur le sens travers au sens machine, on rencontre des difficults pour dposer de faon homogne l'encre de srigraphie. ou pour raliser correctement l'tamage et la soudure. (obtention de gouttes, de court-cir-cuits, dmouillage) ...

Par consquent, le concepteur du circuit doit organiser son routage pour obtenir une direction unique des pistes sur la face soudure. Cette direction sera le "sens machine"

Sur l'autre face. les pistes seront perpendiculaires aux premires, (voir IV 3).

On n'oubliera pas que les pistes en courbe prennent plus de place sur le circuit que les pistes en segments de droite.

- Nourrices pour connecteurs, pilotage, repre du contoura> NourricesLe revtement des contacts d'un connecteur par une paisseur de mtal inaltrable (or en gnral), est r-alis aprs gravure. Si le procd de dpt est une lectrolyse, chaque lment de contact du connecteur doit tre reli la borne ngative du gnrateur lectrique. Mais le circuit tant grav, il n'existe plus le

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 7/17plan de cuivre perettant la liaison lectrique.

Le concepteur doit alors prvoir un systme de distribution du courant, ne faisant pas partie du circuit mais reliant entre-eux les contacts du connecteur, ce dispositif s'appelle "une nourrice" (Fig. 11 page 16).

Elle est place l'extrieur du format de dtourage de la carte et de ce fait disparatra lors de l'usinage fi-nal. Trs souvent cette nourrice fait tout le tour du format, procurant un cadre mtallique ce qui permet d'tablir le contact lectrique par n'importe quel bord de la carte, aussi bien, dans les oprations de m-tallisation des trous, d'tamage lectrolytique que de traitement du connecteur. Ce cadre est suffisamment large pour vhiculer le courant ncessaire sans perturbations, et il est positionn immdiatement au bord du format de travail.

b) - PilotageAfin de permettre la superposition correcte des clichs d'une face sur l'autre ou des diffrentes couches il est ncessaire de prvoir les points de repre en concordance sur chaque image de chaque couche, (pistes, pargne soudure et marquage des composants). Ces points repres sont en gnral implants l'extrieur du contour de la carte (Fig. 11). Lors de la fabrication du circuit, ils seront toujours percs en dbut de gamme et serviront positionner les clichs pour les reports-images, ainsi qu' placer et maintenir les plaques sur les machines (perage, srigraphie).

Pour viter les risques d'inversion, il est conseill de placer 3 repres dissymtriques. Habituellement 2 peuvent suffire en prenant quelques prcautions supplmentaires, (par exemple, rogner un coin pour d-finir un sens). La norme NFC 93 703 dfinit la tolrance de position du systme de rfrence.

c) - Repre du contourLa matrialisation du contour de la carte n'est utile que sur une seule face, et seulement pour indiquer les changements de direction. Les repres du contour sont disposs extrieurement au format rel afin de disparatre lors de l'usinage final. (Fig. 12). Pour viter les risques de conserver un liser de cuivre sur le bord de la carte aprs dtourage (risque de court-circuit ! ), il ne faut pas matrialiser les segments de droite entre les changements de direction.

- Zones interditesSur une carte termine, aucune partie de l'impression conductrice ne doit se trouver moins de 1,27 mm de toute fixation mcanique. Aucun trou n'est situ moins d'une paisseur de stratifi du bord de la carte. Aucun corps de composant n'est moins de 1,27 mm du bord ou d'une glissire ni moins de 2,54 mm du passage d'un outil.

Si une insertion automatique est envisage, il faut prvoir autour des composants une zone libre pour le passage de la tte d'insertion.

CONCEPTION IMPLANTATION

- positionnement des composantsLe point de dpart d'une implantation est relativement subjectif ; il n'y a en gnral pas de raison logique pour commencer par un composant plutt que par un autre. Les solutions envisages peuvent cependant influer directement sur le trac des pistes en le rendant simple ou compliqu, ainsi que sur l'assemblage des lments et procd de fabrication.

Chaque schma lectronique ayant des impratifs particuliers, nous ne donnons ici que des conseils gn-raux.

1) Sur le format de carte choisi, placer d'abord le connecteur. Celui-ci permettra dj de faire une slection des composants car on placera au plus prs du connecteur "les composants d'interface",

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 8/17c'est--dire ceux dont les connexions doivent aller vers d'autres cartes. Les "composants autonomes" seront mis l'autre bout de la carte.

2) Les potentiomtres dont le rglage se fait l'aide d'un tournevis paralllement carte, seront placs en bord de carte afin qu'aucun autre composant ne s'oppose au rglage (voir Fig.13 page 13), et du ct donnant accs la carte quand elle sera dans son rack.

3) Les composants sont implants parallles entre-eux, ce qui permet de bien les ranger donc de gagner de la place, et si possible ils seront parallles au bord portant le connecteur, cette disposition est la plus favorable au passage des pistes vers la zone du connecteur, (Fig. 13). On remarque que cette configuration conditionne le sens de passage des pistes sur la face soudures.

4) Les composants polariss sont orients dans le mme sens ce. qui diminue les hsitations et risques d'erreur l'insertion.

5) Lorsque la place disponible est trs rduite, il est possible de monter debout les petits composants ce qui autorise une grande densit de pose. Cela ncessite cependant de grandes prcautions afin d'viter les court-circuits entre les fils verticaux. L'insertion devient dlicate.

6) Certains composants ayant des effets de proximit, il est ncessaire de les implanter en veillant dgager autour d'eux une zone de scurit. Par exemple, une rsistance de puissance produisant de la chaleur ne sera pas place proximit d'un composant sensible aux variations de temprature (un condensateur lectrolytique par exemple). Il en est de mme pour le rayonnement lectromagntique d'un bobinage ou l'effet de masse d'une grosse pice mtallique.

7) Il faut galement considrer que deux composants ne doivent pas se toucher sous peine d'tablir des courants de fuite voir des court-circuits l'usage.

8) Pour les mmes raisons et pour une plus grande facilit de nettoyage aprs soudure il est conseill d'viter le contact des corps des composants avec la face suprieure du circuit imprim (pieds de lavage).

2-) - positionnement des trousAu dbut de cet expos, nous avons parl du rle des trous. Leur positionnement est conditionn par la gomtrie des composants.

En rgle gnrale tous les composants ont leurs broches un entre axe de 2,54 mm, multiple ou sous-multiple.

Pour positionner les axes des trous d'un composant il suffira alors de reprer les points d'intersection d'une grille au pas de 2,54 mm (grille fondamentale). Ce guide de positions est trs pratique et prcis. C'est cette mme grille qui servira de rfrence aux contrles dimensionnels ultrieurs.

La prcision de position des trous est primordiale, car s'ils ne sont pas correctement placs, les compo-sants ne peuvent plus tre insrs normalement sans dtriorations. A ce titre, on peut travailler selon les tolrances spcifis sur le tableau des classes de fabrication, (voir III-1). En ce qui concerne les compo-sants sortie axiale, comme les diodes, les rsistances, certains condensateurs, l'entre axe des pattes est dfini par le pliage de celles-ci. A ce sujet, on doit se rappeler qu'il ne faut pas plier au ras du corps de l'lment, cela risquerait de casser la jonction patte/corps et de donner ultrieurement un faux contact.

La distance de pliage se calcule en fonction de chaque lment (Fig. 14 page 17), mais il faut arrondir la distance au pas suprieur pour que les deux pattes concordent avec la grille de rfrence.

Il est intressant d'aligner les trous, car moins il y aura de dispersion, plus l'opration de perage sera simple et rapide.

En gnral, les composants sont fixs mcaniquement par le joint de soudure aux connexions, si leurs poids n'excde pas 7 grammes par connexion ; sinon il faut prvoir une vraie fixation mcanique par col-lage ou vis et collier par exemple. Mais dans ce cas, il faudra placer un trou supplmentaire la concep-tion.

3-) - Routage des pistes

CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMS Page : 9/17Cette opration consiste chercher le meilleur passage pour une piste circulant parmi les autres pistes et pastilles.

C'est ce niveau de la conception que le travail est le plus dlicat car si les trous sont plus ou moins im-poss par les critres des composants comme nous l'avons vu, les pistes, elles, doivent seulement remplir leur fonction de liaison. A ce titre, le concepteur les fait passer o bon lui semble. Nanmoins, il se rendra trs vite compte que certaines solutions posent des problmes de passage pour d'autres pistes, ce qui oblige recommencer un autre routage, ou mme de dplacer un composant.

A ce stade du travail, il faut tre trs prudent et il est judicieux de n'implanter que quelques composants et d'tablir leurs interconnexions. On avancera ensuite de proche en proche par petits groupes de compo-sants ou fonction.

Pour faciliter le travail, quelques conseils sont intressants suivre.

1) L'impression conductrice doit tre rpartie le plus uniformment possible la surface de la carte.

2) Quand les pistes sont des segments de droites, il est possible de les ranger et de gagner de la place qui fait souvent dfaut. On multiplie ainsi les possibilits de passage.

3) Les jonctions piste/pastille se font toujours selon l'axe du trou. On vitera de raccorder plus de deux pistes sur la mme pastille, ainsi que les jonctions de pistes angle aigu.

4) Les pistes d'une largeur suprieure 10 mm seront stries, (voir II-3).

5) Si le circuit tudi est un double faces, ralis avec mtallisation lectrolytique, on essaiera d'quilibrer les surfaces conductrices de chaque ct de la carte.

6) Cette disposition favorise l'obtention de dpts d'paisseurs identiques sur les 2 cts de la plaque.

7) Toujours dans le cas d'un circuit double faces, pour simplifier la recherche du routage en vitant les croisements, il faut dfinir sur chaque face un sens privilgi de parcours. Habituellement les pistes vont au connecteur sur la face soudure, et dans le sens perpendiculaire sur la face lments (Fig. 15).

- Cas des multicouchesPour la conception d'un circuit multicouches, tous les paramtres dj cits sont valables, cependant. Il faut y faire particulirement attention car ils sont amplifis par le rapprochement des couches.

Cette proximit augmente les valeurs des capacits parasites ainsi que le couplage. Quelques critres sup-plmentaires sont prendre en compte.

Pour augmenter la surface de raccordement lectrique entre une couche interne et les parois du trou m-tallis, ces couches sont gnralement en cuivre de 70 m d'paisseur. Ceci diminue d'ailleurs le risque de rupture d'une piste lors du pressage. Selon le reprage choisi il, peut tre ncessaire de disposer des "freins de fluage" sur le pourtour de la carte afin d'avoir un remplissage complet par la rsine.

Les pions de pilotage ne doivent pas tre distants de plus de 150 mm pour viter le glissement des cou-ches internes pendant le fluage. Sur les circuits de grandes dimensions, on placera des pions l'intrieur du format dfinitif pour les mmes raisons.

Pour des raisons de fiabilit et d'intervention, les couches internes porteront les fonctions lectroniques classiques (plan de masse, blindage, alimentations, fonctions simples de cblage) et les couches extrieu-res seront rserves aux fonctions dlicates permettant ainsi d'ventuelles interventions.

Chaque couche mentionne en clair son N0 d'ordre. Les numros sont positionns dans la case corres-pondante d'une petite chelle l'intrieur de la carte, ils doivent tous tre lisibles du mme ct de la carte termine. Le numro correspondant au plan de masse sera grav en ngatif (Fig. 6 page 13), et les autres cases sur l'chelle de cette couche seront entirement graves afin de permettre la lecture des autres numros par transparence. Ce dispositif permet de reprer rapidement une couche et surtout d'viter des erreurs d'ordre lors de l'empilage des couches pour le pressage.

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