Circuits imprimés (2ème partie) Conception Fabrication CEM Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 1
rappels Ce qui est des CI l est également des Asics (Rapport d échelle ) Longueurs largeurs épaisseurs surfaces Fractal Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 2
Calcul de la largeur des pistes Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 3
Une BF qui est une HF! Fréquence équivalente: Féq= 0.35 / T montée (1ns = 350Mhz) Fourrier 3F,5F,7F 18F 24Mhz*37y 900Mhz Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 4
Formes des angles des pistes Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 5
Retour de courant dans les plans de masse Différence de trajet entre BF et HF Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 6
Recommandations de découplage Tracé des alimentations Le bruit est réduit d un facteur 5 Les pistes d alimentations doivent être routées le plus proches les unes des autres. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 7
Découplage numérique Tracé des alimentations C C Mauvais Meilleurs C Excellent Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 8
Numérique «le principe» Maillage pour le numérique Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 9
Découplage numérique par plan Tracé des alimentations C C Alimentation cartes multicouches La distance capa-boitiers est fonction des tps de montée des signaux Alimentation par plan = réduction du bruit d alimentation Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 10
Le problème des VIAS Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 11
Découplage et vias Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 12
Problèmes des capacité CMS Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 13
Différence analogique - numérique Analogique: CC à plusieurs 100 x Gigahertz Numérique: Hz à 1 5 GHz??? Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 14
Analogique Alimentation en étoile C Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 15
Analogique Alimentation chainée Remarquer: les retours de masse Ne sont pas dessiné les Capa de découplage de chaque ampli Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 16
Numérique + analogique Mélange des genres DAC alimentation Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 17
Numérique + analogique Zone des différentes masses IN Analog Alim Out/In digit Zone analogique ADC Zone numérique Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 18
Raccordement 0v et masse châssis La masse châssis est souvent la mise à la terre, elle doit «drainer» les charges mais n est pas une référence électrique 100K 100nF Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 19
Raccordement 0v et masse châssis Boucle de garde Anneau de garde relié au chassis Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 20
Raccordement 0v et masse châssis cartes alimentations GND Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 21
Raccordement 0v et masse châssis GND Plan non coupé Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 22
Carte multicouche Répartition des couches Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 23
Carte multicouche Répartition des couches Couches signaux COUCHES GND Couches ALIM Circuit 10 couches Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 24
Carte multicouche SF DF Isoll DF Isoll 8 couches cuivre DF SF Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 25
Du multi-multicouche 24 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 26
Le circuit imprimé routage Longueurs de piste Identiques. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 27
Le circuit imprimé - Routage BGA et trou laser BGA 289 pas 0.5 Trous laser 0.1 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 28
Le circuit imprimé - Routage 50 et 100 ohms Pistes mono: de 50 ohms largeur 0.22 Pistes différentielles 100 ohms largeur 0.16 isolée de 0.1 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 29
Le circuit imprimé - Routage pour Ghz Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 30
Le circuit imprimé Personne ne peint comme Rambrand. L ordinateur suit vos règles pré-établies. Faire le // entre votre savoir faire et les possibilités du logiciel. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 31
Le circuit imprimé - l implantation L implantation suit : Logique du concepteur Logique du fabricant Logique de règles Logique de fabrication Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 32
Le circuit imprimé - l implantation Pas de placement au hasard. Reflet de l organisation du schéma. Chaque fonction étant presque à la même place. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 33
Les recommandations: Réduire les boucles RF des alim. Utiliser des filtres Passe Bas sur les lignes de signaux pour réduire les Bandes Passantes. Courant de retour proche de la ligne aller (HF). Si retour par plan de masse : pas de coupure. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 34
Les recommandations: adapter les lignes HF, pour éviter les sur oscillations (plusieurs solutions) Filtrer entre analogique et numérique Horloge 56p 10µH 62Ω 220Mf 100nF 100nF 10µF 10nF 470pF Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 35
Le circuit imprimé routage / placement F porteuse=300khz U28 TP 1 TP1 1 3 S1 2 SW SPDT U27 1 TP 3 POT TP1 2 R1 U29 R2 R 1 2 1 1 2 C1 F1 de modulation 50Hz sin 2 3 CAP NP R3 R 1 2-12v 7 1 4 5 - + LF357 6 U1 +12v TP 1 U33 1 TP1 TP TP1 U35 TP 1 1 2 TP1 3 4 6 U6 X1 X2 +12v +V 8 Y1 W 7 Y2 AD633 Z -V 5-12v R7 R 1 2 R5 R 1 2 R4 R 1 2 2-12v 4 5 F2 de modulation 50Hz triangle 1 2 U34 U7 +12v R6 R TP 1 1 +12v 2 X1 +V 8 TP1 X2 3 4 Y1 W 7 Y2 AD633 6 Z -V 5-12v Pt test déphasage de F 3 - + 7 1 LF357 6 U2 1 U36 TP TP1 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 36
Le circuit imprimé routage / placement F porteuse=300khz U28 TP 1 TP1 1 3 S1 2 SW SPDT U27 1 TP 3 POT TP1 2 R1 U29 R2 R 1 2 1 1 2 C1 F1 de modulation 50Hz sin 2 3 CAP NP R3 R 1 2-12v 7 1 4 5 - + LF357 6 U1 +12v TP 1 U33 1 TP1 TP TP1 U35 TP 1 1 2 TP1 3 4 6 U6 X1 X2 +12v +V 8 Y1 W 7 Y2 AD633 Z -V 5-12v R7 R 1 2 R4 R 1 2-12v 7 4 1 5 1 2 U34 U7 +12v R6 R TP 1 1 +12v 2 X1 +V 8 TP1 X2 3 4 Y1 W 7 Y2 AD633 6 Z -V 5-12v Pt test déphasage de F R5 R 1 2 F2 de modulation 50Hz triangle 2 3 - + LF357 6 U2 1 U36 TP TP1 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 37
Le circuit imprimé routage / placement Filtrage des entrées/sorties - On rentre du coté ou l on ressort - On regroupe les IN et les OUT - les filtres in et out seront sur le même bord Attention à la diaphonie des pistes in et out Attention aux pistes très sensibles - entrée d ampli --- Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 38
Les circuits imprimés «incertitudes» Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 39
Les circuits imprimés «incertitudes» Matériaux non homogène Le FR4 4.2 3.1 Les différences de ε r 3.1 εr pour verre ~ 6.1 εr pour epoxy ~ 3.2 Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 40
Le circuit imprimé - coût F() classe de fabrication Nbr couches Nbr d exemplaires Technique de fabrication Technique de perçage Technique de soudage Le prototype doit être le plus près possible de la réalisation finale. Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 41
Les circuits imprimés «fin ou faim?» Le routage des adresses et data. Tout contact => R+L+C et-ou R//L//C Tracé d horloge La connectique = grrr! Les classes et contraintes = normes Le bonding des asic Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 42
WHISKERS Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 43
WHISKERS Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 44
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