Routage et KiCAD

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coline
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Routage et KiCAD

Messagepar coline » 10 févr. 2017, 20:15

A séparer, modifier, triturer si besoin.
On pourra ptet aussi copier/coller des bouts des échanges précédents sur la ml.

Sur la ml en fev 2017
Flax
Bonjour à tou-te-s,

Ayant déjà dispensé deux workshops sur Kicad, il est temps que je fasse
un workshop routage de circuit imprimé, qui aura lieu le 9 mars (c'est
un jeudi) de 20h à 22h et quelques. Bien entendu, si affluence il sera
possible de mettre en place une deuxième session, voir plus si affinité.

Contenu : règles générales, méthodologies, bonnes pratiques, pourquoi on
ne route pas de la même façon si on fabrique soi-même ou si on fait
fabriquer, routage automatique, les règles pour la fabricabilité, les
règles pour la fiabilité, etc. C'est un workshop-à-la-flax, donc un peu
fourre-tout, j'ajusterai en fonction des questions que les
participant-e-s auront.

Petite précaution oratoire : Je pense avoir un peu d'expérience sur le
routage "à la main" et industriel - j'en ai déjà fait pour des
calculateurs automobile, et pour mes projets perso en audio. Par contre,
je suis très mauvais en RF/HF et CEM, donc, ami-e-s radio-amateurs, je
risque de vous décevoir ...

L'idée de ce workshop - qui justifie la distinction avec une formation
au sens classique - est que, après une courte introduction générale, je
prendrai des cas pratiques. Et bien que disposant d'exemples de projets
personnels, je pense beaucoup plus intéressant d'utiliser des projets de
participant-e-s. Donc je propose aux participant-e-s ayant un projet de
carte électronique déjà routée, ou commencée, de venir avec au workshop
pour que je les prenne comme exemples concrets. Ça sera plus instructif,
je pense, car partant d'un besoin concret, et ça permettra aussi sans
doute de montrer des chausses-trappes.

Cette formation n'est pas une formation à un logiciel de CAO / routage
(outil), ni une formation électronique (théorie). C'est une workshop sur
le routage de circuits imprimés uniquement. J'utiliserai Kicad par
défaut car c'est le logiciel avec lequel je suis le plus à l'aise, mais
c'est par facilité. Le workshop est agnostique, et les participant-e-s
souhaitant / acceptant de présenter leur projet pourront le faire dans
le logiciel qui leur sied.

Il n'est pas requis d'avoir un projet commencé pour participer.
D'ailleurs, si on veut traiter correctement chaque routage en si peu de
temps, je pense qu'il faut se limiter à 4 projets. Le nombre total de
participant étant toujours lié à la taille de la salle de formation : 8
à 10 personnes en se serrant un peu.


TL;DR: formation routage de circuit imprimé, agnostique sur le logiciel
de CAO (mais Kicad par défaut). 8 à 10 participants, venez avec vos
projets de carte électronique, que je prendrai en exemple pratique, par
contre pas plus de 4 projets dans la séance.

Voilà voilà. Si vous êtes intéressés vous pouvez répondre à ce mail et
je tâcherai de gérer l'éventuelle affluence.
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coline
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar coline » 10 févr. 2017, 20:17

pour la partie HF :
hugh
Je doute sincèrement que tu ais à trop te soucier de cet aspect des choses. Le routage "logique" est déjà une sacré science pour que l'on n'ait pas à s'enquiquiner avec des considérations HF, lesquelles peuvent très bien faire l'objet d'une formation ultérieure pour les vicieux qui en auraient besoin.

En outre, il n'y a pas "une" mais "des" règles de routage HF. Les ravagés des hyperfréquences utilisent des règles spécifiques (angles cassés, largeurs de pistes à impédance constante, stubs bizarres etc) qui n'ont pas trop de raison d'être pour les malades des ondes courtes, par exemple. Lesquelles ondes courtes ont d'autres contraintes, notamment sur les étages de puissance (effets capacitifs différents, courants de surface réagissant différemment également...). Bref, faut graver et tester avant de valider, et parfois, c'est un peu au petit bonheur-la-chance. Donc tu risques d'alourdir ton cours avec des notions sacrément complexes et pas toujours utiles. A mon humble avis

J'ajouterais également deux points importants :
- parfois, le design de certaines section d'un pcb requièrent des mesures (analyseur scalaire ou mieux, vectoriel) avant d'être validées, ce qui est assez rare en routage "logique" (je mets de côté par exemple les routage numériques prenant en compte la synchronicité des signaux sur des bus)
- les blindages métalliques font partie du pcb en général et du plan de masse en particulier. Leur influence est grande et combine à la fois des contraintes physiques, mécaniques et électroniques assez peu connues ou traitées dans le domaine de l'électronique logique civile.

Les pdf qui me semblent à lire sur le sujet
http://www.semtech.com/images/datasheet ... emtech.pdf
un powerpoint important sur l'usage et le dessin des microstrips et des angles
https://www.jlab.org/accel/eecad/pdf/050rfdesign.pdf
une note d'application Texas assez bien fichue
http://www.ti.com/lit/an/swra367a/swra367a.pdf
et enfin un truc qui pourrait intéresser ceux qui souhaitent intégrer des antennes sur les pcb de montages "logiques" (modules arduino, raspi etc associés à des modules genre Zigbee, BLE et autres)
http://www.cypress.com/file/136236/download

... ce ne sont pas les seuls, mais c'est déjà un bon point de départ
marc
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar f4grx » 17 févr. 2017, 10:11

Bon routage et Kicad a priori c'est 2 formations différentes dans l'esprit de Flax, et je suis plutot d'accord.

Lui ne maitrise pas kicad, moi oui, je peux insister plus fortement sur les aspects de l'utilisation de l'outil (ou que je clique etc)

Routage RF et autres aneries, c'est uniquement pour les plus tarés, ca n'intéresse pas ceux qui veulent faire un PCB de base; c'est une 3e formation a mon avis, qui intègre plus de notions que du simple routage (il y a des choses a savoir en plus)

Moi comme dit hier soir je suis OK pour début avril pour kicad, maniere de donner du temps aux gens entre la formation routage et la formation kicad.
Même si, en réfléchissant, faudrait ptet mieux d'abord la formation kicad que routage? je sais pas.
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar 3dsman » 17 févr. 2017, 12:25

ca semble effectivement plus logique dans l'ordre kicad->routage mais bon, difficile de faire une formation kicad avant la date qu'il a posée...
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar coline » 08 mars 2017, 17:46

rappel sur la ml :
flax a écrit :Bonjour,

Petit rappel à tout hasard : workshop routage demain jeudi 9/3 vers 20h. Venez avec vos projets, si c'est sous Kicad je pourrai les ouvrir sur mon pc, mais amenez plutôt votre PC si vous avez un portable, ça simplifiera les manips. Et si ce n'est pas sous Kicad je ne pourrai pas l'ouvrir avec mon PC, donc il faudra que vous ayez le votre.
Si vous n'avez pas de projet sur lequel on puisse faire le workshop, ce n'est pas un souci, moi j'ai plein de projets qui feront très bien office de sujet de workshop :)

A demaaain !
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar Flax » 09 mars 2017, 13:43

Pour info, quelques exemples de specs de fabricants de PCB. Les fabricants donnent ces specs pour indiquer ce qu'ils sont capables de fabriquer.

Dans les grandes lignes chez des fabricants "abordables":
http://www.dipole-electronique.fr/prest ... brication/
https://easyeda.com/Doc/Tutorial/PCBOrd ... pabilities

Et plus précis chez les fournisseurs plus velus:
http://www.pcb-specification.com/fr
https://www.wedirekt.fr/web/mandators/m ... u_2017.pdf

Toutes ces specs sont dimensionnées par rapport aux outils dont disposent les fabricants, et par rapport à leur retour d'expérience de ce qu'ils arrivent à fabriquer sans souci. Par exemeple, Würth sur certains paramètres ne propose pas des choses aussi pointues que certains fournisseurs "pas chers" en Asie, par exemple des perçages non-laser en diamètre très fin, ou des clearance "osées". Ils le justifient en disant qu'ils sont capables de le fabriquer, leurs machines peuvent le faire, mais ils ne peuvent pas garantir le zéro défaut sur ce genre de pratiques, donc ils préfèrent ne pas le faire. Il faut donc se méfier des fournisseurs "exotiques" qui promettent monts et merveilles au niveau des specs PCB.

D'une façon générale, les caractéristiques techniques d'un circuit imprimé sont normalisées par l'association IPC : http://www.ipc.org/
Je ne vais pas rentrer dans le détail, ils ont fait des normes pour tout (http://www.ipc.org/4.0_Knowledge/4.1_St ... ecTree.pdf). Mais en gros, le "standard" "minimum" industriel aujourd'hui c'est la classe 4 : http://www.dipole-electronique.fr/les-c ... brication/


Code : Tout sélectionner

Largeur de piste 0.21mm
Isolation 0.21mm
Via perçage 0.3mm
Via pad 0.65mm



Les classes sont surtout utilisées pour donner un ordre de grandeur de la complexité, sachant qu'en-dessous de 3 et au-dessus de 6 il n'y a rien de vraiment clairement et définitivement défini par l'IPC (ni par qui que ce soit d'ailleurs). La classe 4 couvre 99% des usages "courants". Les classes 5 et 6 (ou plus) sont requises quand on commence à faire dans la miniaturisation déraisonnable, ou qu'on utilise des boîtiers de composants "peu amicaux" (BGA, QFN serrés ...). La classe définit la valeur minimum atteignable, ce qui veut dire que sur un PCB, on peut avoir localement des largeurs de pistes, des isolation et des vias de dimensions différentes. La classe du PCB complet - celle qui définira combien vous allez le payer - correspond aux valeurs minimales qu'on peut trouver dessus. Par exemple, si vous routez une carte en classe 4, mais que vous avez un composant en BGA pitch 0.5mm qui vous oblige à router en classe 6 autour du BGA, alors le PCB sera en classe 6, même si 95% des pistes sont routées en classe 4.

Au Lab, on sait quasiment faire de la classe 4, il ne manque qu'un moyen fiable de percer en 0.3mm. La perçeuse inversée n'est pas prévue pour percer aussi petit, mais peut-être à la découpeuse laser on peut ? Pour le reste, la finesse de gravure de la classe 4 est atteignable.
Pour ne pas prendre de risques, je préfère par défaut prendre des contraintes moins violentes. Personnellement je fais:


Code : Tout sélectionner

Largeur piste 0.5mm
Isolation 0.2mm
Via perçage 0.8mm
Via pad 1.5mm



C'est ce que j'appelle la "classe -3" :mrgreen:

Avec ces valeurs, on est surs de ne pas avoir de pistes coupées, on ne bouffe pas trop de perchlo (si on fait des plans de masse) et on arrive toujours à percer les vias à la perçeuse inversée, même si les deux faces ne sont pas bien alignées. Vu que la perçeuse descend difficilement en-dessous de 0.8mm, je me limite à cette valeur (yen a qui ont essayé moins, ils ont eu des problèmes). Le défaut étant que pour pouvoir souder les vias traversants il faut qu'il y ait un minimum de largeur de cuivre sur le pad, donc il faut faire un pad avec un gros diamètre, d'où le 1.5mm. Oui, c'est gros.

Il m'arrive régulièrement sur un routage en classe -3 de passer localement des pistes en 0.25mm pour passer entre deux pads d'un connecteur HE10. Ca marche bien, et comme il y en a peu elles sont faciles à contrôler.

A noter que si vous faites fabriquer chez un fabricant de PCB, il faut vérifier tous les paramètres, pas uniquement les largeurs de pistes et vias, et isolations.
Rappel : http://www.pcb-specification.com/fr
Distance via to pad, via to track, clearance (isolation), silk to pad (distance entre sérigraphie et pad de cuivre "nu"), etc. Tout doit être check à priori. Certains fournisseurs n'imposent que certains paramètres. C'est acceptable pour des petites séries, mais en grande série tout doit être vérifié. Encore une fois sans rentrer dans les détails, quelques exemples:
* La distance minimale entre un via et une piste permet de garantir que l'opération de perçage ne va pas détériorer le cuivre du fait des vibrations mécaniques de la perçeuse.
* La distance minimale sérigraphie / cuivre nu permet de garantir qu'en cas de décalage de la sérigraphie à cause des tolérances des machines on ne va pas avoir de la sérigraphie sur un pad de cuivre sur lequel on va souder un composant (au passage : dans pas mal de produits grande série on ne met pas de sérigraphie du tout pour économiser le prix mais aussi pour éliminer ce problème-ci).

Voilà, à partir de là vous devriez avoir une idée des paramètres à rentrer dans le logiciel avant de commencer à router.


[Edit (involontaire) de Yannick, qui s'est foiré en cliquant sur "edit" au lieu de "reply"... J'espère avoir tout remis comme ça avait été écrit par Flax... Flax : mes excuses, je te dois une bière...]
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar f4grx » 09 mars 2017, 14:07

Pour info je me rappelle avoir fait une grande carte (7x10) intégralement en pistes 0.25mm. Le résultat avait été superbof avec du circuit source Feu Electronique Diffusion, mais avait été NICKEL avec du PCB Bungard source lab. Aucune micro coupure.
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar Flax » 09 mars 2017, 14:23

Je confirme pour l'avoir vu avec un pote : il faut se méfier du pré-sensi. On avait fait la manip comparative avec du PCB acheté par mon pote chez St-Quentin, et du PCB du Lab, même insolation, même révélation, même gravure, tout en parallèle en zone PCB, le résultat sur le PCB du Lab était nickel, celui de St-Quentin gravait queud'. Le pré-sensi vieillit assez mal, et quand on ne sait pas d'où ça vient on peut avoir de mauvaises surprises !
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar yannick » 16 mars 2017, 16:04

La perçeuse descend difficilement en-dessous de 0.8mm, je me limite à cette valeur (yen a qui ont essayé moins, ils ont eu des problèmes).


C'est pas vrai d'abord ! J'ai fait quelques dizaines de trous en 0.3... :p

Taux de casse lors de mes essais :
100% en 0.2
0% en 0.3...

Résultat évocateur...

Le piège : il faut enlever complètement le canon de perçage et prendre sont temps (bien tenir le PCB...), car sinon, on casse car le foret talonne... L'indexation des petits forets n'est pas la même, et on vient le crasher en Z contre le canon...

On pourrait tourner un canon spécial qui fasse le job d'ailelurs... A mettre sur la todo-list ! :)

Sinon, tout à fait d'accord sur ce qui a été dit...
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Re: Routage et KiCAD

Messagepar coline » 10 avr. 2017, 20:05

Dites les gars, z'avez pas l’impression d'avoir dérivé du sujet?
Ici, on est censé parler formation, mais bon y'a bien un modérateur ou 2 qui devrait pouvoir y mettre de l'ordre, non ? ;)

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