Les logiciels de conception des circuits imprimés (CAO)

 Les logiciels de conception des circuits imprimés (CAO)

LES LOGICIELS DE CONCEPTION DES CIRCUITS IMPRIMÉS (CAO)

Les informations présentées dans ce chapitre sont extraites des documents 1 et 2. Parmi les diverses tâches nécessaires avant la production d’une carte à circuit est la conception. La conception est généralement accomplie par l’entremise des logiciels conçus spécifiquement pour la tâche. Non seulement le logiciel assiste dans le dessin, mais peut aussi mettre à l’épreuve des circuits en reproduisant la fonction du circuit de façon artificielle, éprouvant les mêmes succès ou échecs dont le produit fini pourrait subir. La CAO ou La Conception Assisté par Ordinateur, concerne tous les logiciels permettant la réalisation de dessins à partir d’un PC (exemple : Altium, Cadence, Cadstar, Orcad, Mentor Graphics, Pcad, …). Les outils de CAO de circuits imprimés cités ci-dessus sont désormais capables de traiter une large majorité des cartes. Pour les plus complexes, dotés de plusieurs boitiers haute densité, il faut cependant passer à des outils plus évolués.

Aujourd’hui, la quasi-totalité des logiciels de CAO de circuits imprimés professionnels sont capables de router des cartes multicouches, de toutes tailles, intégrant des composants raversants et CMS. Le nombre des couches qu’ils peuvent traiter est quasi illimité.

L’objectif, ici, est avant tout de réduire le temps de conception qui est parfois largement plus grevés par la recherche des bons composants et de leur disponibilité, que par le temps de conception (placement, analyse d’intégrité, routage).

Saisie du schéma

Les logiciels de saisie de schéma nous permettent de dessiner les schémas électroniques en posant sur une feuille, des objets tout faits qui représentent les composants que l’on rencontre en pratique (résistances, diodes, transistors, connecteurs, etc) et de les relier ensuite entre eux par des fils de liaison (Figure 3). Certains logiciels de saisie comportent des bibliothèques de composants bien fournies (6000 composants par exemple), d’autres nous obligeront à créer nous-mêmes beaucoup de composants (bibliothèque d’origine de « seulement » quelques centaines de composants). Les logiciels professionnels permettent de produire un fichier spécial appelé Netlist, qui décrit dans un simple fichier texte, l’ensemble des composants utilisés et les connections effectuées entre eux durant la saisie du schéma. Ce fichier Netlist peut ensuite être récupéré par un logiciel de routage, qui sait donc tout de suite quels composants devront être placés sur le circuit imprimé et comment ils devront être reliés entre eux.

L’autoroutage et l’autoplacement

L’autoroutage est un procédé qui permet un tracé automatique des pistes entre les divers composants. Nous plaçons les composants selon notre souhait et nous lançons le routage utomatique qui dessine les pistes les unes après les autres. Le routage des pistes doit répondre à certains critères. La main de l’homme est encore nécessaire pour les travaux critiques mais notons au passage que l’autoroutage donne en général de bons résultats quand il y a au moins deux couches de cuivre (circuit double face ou multicouches).

L’autoplacement est un procédé qui permet le placement automatique des composants sur une zone de circuit imprimé préalablement délimitée. L’autoplacement peut concerner tout ou partie des composants de la platine, ce qui permet par exemple de fixer manuellement l’emplacement de certains composants (connecteurs au bord du circuit par exemple).

Etude de tracé

Le tracé des pistes, également appelé impression conductrice, est le cheminement de cuivre réalisant l’interconnexion électrique 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 à la patte y, et s’arrête à la proximité de la patte. La jonction à la patte sera terminée ultérieurement par un joint de soudure. On remarque que les ensembles trou/pastille sont les points de repère du tracé. 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 référence à l’étude du tracé, et également aux contrôles dimensionnels. Les trous sont positionnés par l’implantation des composants.

Partie 1 : Gestion de projet
Chapitre 1 : Gestion de projet
1.1 Objectifs et contexte
1.2. Spécifications de besoin du projet
1.2.1 Spécifications fonctionnelles du proje
1.2.2 Spécifications techniques du projet
1.3 OBS : structure organisationnelle
1.4 WBS: structure de découpage du projet
1.5 Calendrier
Partie 2 : Concepts théoriques des PCB
Chapitre 2 : Les logiciels de conception des circuits imprimés (CAO)
2.1 Saisie du schéma
2.2 Simulation
2.3 Routage (placement des composants)
2.4 L’autoroutage et l’autoplacement
2.5 Production du fichier GERBER
Chapitre 3 : Les règles de conception des circuits imprimés
3.1 Etude du tracé
3.2 Critères de fabrication et normes
Chapitre 4 : Fabrication des circuits imprimés
4.1 La conception sur ordinateur
4.2 Imprimer le typon
4.3 L’insolation de la plaque époxy
4.4 La révélation
4.5 Graver le circuit imprimé
4.6 L’élimination
4.7 L’étamage
4.8 Mise en place et soudure des composants
Partie 3 : Résultats et simulations
Chapitre 5 : Présentation du logiciel Altium Designer 10
5.1 Flot de conception d’une carte électronique
5.2 Créer un projet PCB
5.3 Saisie de la schématique
5.4 Création d’un nouveau document PCB
5.5 Création des fichiers de sortie
Chapitre 6 : Contribution – Réalisation d’un Mini-TNC
6.1 Objectif de l’application
6.2 Description du Mini-TNC
6.3 Flot de conception du Mini-TNC
Conclusion et perspectives
Webographie

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