Qu’est-ce que le routage de circuits imprimés ? Le routage de PCB, pilier de la conception moderne, consiste à créer le tracé des pistes afin d’établir des connexions électroniques entre les composants. Ces pistes minuscules et alambiquées sont conçues numériquement à l’aide d’un logiciel de routage basé sur des techniques de routage, et sont courbées physiquement grâce à diverses méthodes de fabrication, comme l’utilisation d’une machine de routage pour la découpe et le fraisage des cartes. Dans cet article, nous vous expliquerons les secrets du routage de circuits imprimés, les logiciels de conception et les méthodes de fabrication, vous aidant ainsi à réaliser votre circuit imprimé, de la conception à la réalisation.
Concevoir des tracés de circuits imprimés avec un logiciel de routage de PCB
Le routage PCB moderne combine le routage manuel et le routage automatique pour améliorer l’efficacité et la qualité. Le routage manuel traditionnel oblige les concepteurs à définir les propriétés des pistes et à placer chaque piste manuellement sur le circuit imprimé. Cela offre un contrôle optimal du placement des pistes, ce qui est crucial pour les conceptions rapides et les circuits personnalisés.
Le routage automatique des circuits imprimés peut générer automatiquement des chemins de pistes selon les règles de conception que vous définissez. Cela peut s’avérer précieux pour la conception de circuits complexes et volumineux, mais il est très efficace pour les circuits répétitifs ou basiques. De nombreux concepteurs adoptent une approche hybride : commencez par le routage automatique pour la conception des pistes de base et le routage manuel pour les chemins de signaux critiques.
Logiciel de conception de circuits imprimés gratuit et payant avec routage automatique
| Logiciel | Gratuit / Payant | Prise en charge du routage automatique | Idéal pour | Caractéristiques principales |
| KiCad | Gratuit | ✔ | Débutants et amateurs | Open source, support communautaire fort, prend en charge les circuits imprimés multicouches, visionneuse 3D |
| EasyEDA | Gratuit | ✔ | Débutants et utilisateurs du Web | Basé sur le cloud, aucune installation, s’intègre aux fabricants de PCB |
| PCB DesignSpark | Gratuit | ✔ | Débutants et utilisateurs occasionnels | Facile à utiliser, grande bibliothèque de composants, outils schématiques + PCB |
| DipTrace | Payant (essai gratuit) | ✔ | Utilisateurs intermédiaires | Interface conviviale, aperçu 3D, prend en charge les conceptions complexes |
| Autodesk Eagle | Payant (abonnement) | ✔ | Concepteurs et fabricants généraux | Largement utilisé, s’intègre à Fusion 360, prend en charge les grandes conceptions |
| Altium Designer | Payant (coût élevé) | ✔ (Avancé) | Professionnels et utilisateurs avancés | Routage manuel et automatique puissant (routage automatique Altium), fonctionnalités de conception à grande vitesse |
| OrCAD PCB Designer | Payé | ✔ (Avancé) | Professionnels et utilisateurs avancés | Routage et simulation avancés, conformes aux normes de l’industrie |
Pour les débutants ou les amateurs de routage de circuits imprimés , nous recommandons des logiciels de routage gratuits, faciles à utiliser et économiques, tels que Kidcad, EasyEDA et DesignSpark PCB. EasyEDA est idéal pour les projets simples et rapides, car il s’agit d’une plateforme web sans installation complexe. KiCad est un excellent outil pour apprendre gratuitement un flux de travail professionnel, grâce à ses fonctionnalités avancées comme la visualisation 3D et la prise en charge des circuits imprimés multicouches.
Pour les concepteurs intermédiaires maîtrisant les bases de la conception de circuits imprimés, nous recommandons Autodesk Eagle et DipTrace, faciles à maîtriser et offrant des fonctionnalités de conception et de routage de niveau professionnel. Autodesk Eagle offre des fonctionnalités professionnelles et un support communautaire solide, ainsi que d’autres produits Autodesk à des prix abordables comme Altium. DipTrace est puissant et son interface claire et intuitive vous permettra d’améliorer vos compétences en routage.
Pour les utilisateurs avancés et professionnels , Altium et OrCAD constituent les meilleurs choix. Outils de routage de circuits imprimés populaires, ils conviennent aux ingénieurs professionnels pour la résolution de projets à grande échelle ou à haute densité, garantissant performances et fabricabilité pour les conceptions de circuits imprimés complexes.
Comment router un PCB ? 6 techniques de routage de base
Après avoir placé les composants sur la carte, nous commençons le routage du circuit imprimé pour établir les connexions électriques. Plusieurs conseils de conception sont à prendre en compte lors du dimensionnement et du routage des pistes . Voici six techniques de base importantes pour éviter les problèmes de fabrication, notamment pour les débutants et les amateurs.
1. Largeur de trace appropriée
Dimensionnez la largeur de piste pratique à l’aide du calculateur de largeur de piste en fonction du courant. Les pistes fines peuvent provoquer une surchauffe car elles ne supportent pas un courant trop important. Les pistes de signal courantes mesurent généralement entre 6 et 10 mil, et les pistes d’alimentation sont plus larges d’environ 20 mil, selon le courant.
2. Gardez un espacement suffisant entre les traces
Une distance de trace trop courte augmente le risque de court-circuit ou d’arc électrique, surtout sous haute tension. En général, les cartes basse tension maintiennent un espacement de 6 à 8 mils, tandis que les cartes haute tension augmentent cet espacement en fonction du niveau de tension pour garantir la sécurité.
3. Gardez des traces courtes et directes
Les pistes longues peuvent augmenter la résistance, ralentir les signaux et capter le bruit, tout comme les antennes. De plus, des pistes pliées peuvent également provoquer une réflexion du signal et réduire la précision de la gravure. Placez les composants les uns à côté des autres pour minimiser la longueur des pistes et utilisez des angles à 45° plutôt qu’à 90°.
4. Sélectionnez la couche de sol
Un plan de masse améliore la stabilité du signal et contribue à prévenir les bruits indésirables. Sur une carte à deux couches, choisissez un côté pour la mise à la terre ; sur une carte à quatre couches, réservez une couche intérieure entière pour la mise à la terre.
5. Ne comptez pas sur le routeur automatique
Les routeurs automatiques connectent automatiquement les composants de la carte, mais ils ne prennent pas en compte l’intégrité du signal, les interférences électromagnétiques (EMI) ni la dissipation thermique. Utilisez le routage automatique pour les connexions basiques et simples, et acheminez manuellement l’alimentation, la masse et les signaux haut débit.
6. Placez les vias judicieusement
Les vias connectent les pistes entre les couches et dissipent la chaleur (vias thermiques), mais ils peuvent également augmenter la résistance et l’inductance, ce qui peut affecter les signaux à haut débit. Placez des vias uniquement lorsque cela est nécessaire et conservez les signaux sur une seule couche si possible.
Comment fabriquer physiquement des itinéraires de circuits imprimés, de la conception à la réalité ?
| Méthode | Machines / Outils | Comment ça marche | Idéal pour |
| Photolithographie + Gravure | Unité d’exposition UV, traceur photo, machine de gravure chimique | La résine photosensible + le masque UV définissent les traces ; les produits chimiques éliminent le cuivre indésirable | Production de masse |
| Fraisage de circuits imprimés (routeur CNC) | Machine de fraisage PCB avec fraises fines | La CNC élimine mécaniquement le cuivre indésirable | Prototypage, petites séries |
| Imagerie directe au laser | Machine d’imagerie laser, système de gravure | Écrit directement les motifs de trace sur la résine photosensible, puis grave | PCB avancés et haute densité |
| Impression additive (jet d’encre / impression 3D) | Imprimante PCB à jet d’encre ou imprimante 3D avec encre conductrice | Encre conductrice imprimée directement sur le substrat | PCB expérimentaux et flexibles, R&D |
Fraisage de PCB avec une machine de routage de PCB
Les machines de routage de circuits imprimés (CNC) sont utilisées pour fraiser les contours des cartes, fraiser les pistes, percer les vias et graver. Les routeurs CNC utilisent des fraises fines pour éliminer le cuivre et les matériaux indésirables de la carte afin de former des pistes et de créer des détails internes.
Cette méthode de routage est plus pratique pour la fabrication de prototypes et de circuits imprimés en petites séries. Si vous souhaitez fabriquer des circuits imprimés à la maison, la fraiseuse de circuits imprimés est une bonne solution.
Photolithographie et gravure de PCB
La gravure de circuits imprimés dissout le cuivre indésirable en plongeant la carte dans la solution de gravure. Les pistes, pastilles et trous nécessaires sont protégés par une couche protectrice appliquée sur la carte, exposée aux UV, et les motifs non protégés sont éliminés à l’acide. Cette méthode très précise permet de réaliser des pistes denses et fines, standard pour la fabrication industrielle de circuits imprimés destinés à la production de masse.
MOKOPCB est spécialisé dans la fabrication de circuits imprimés de haute qualité par photolithographie et gravure. Nos équipements d’usine garantissent la fabrication de cartes complexes et haute densité répondant à des normes de qualité strictes, tant pour le prototypage que pour la production de masse.
Routage laser de circuits imprimés
Le routage laser pour la fabrication de circuits imprimés utilise un faisceau laser haute énergie pour éliminer directement le cuivre indésirable de la carte. Il excelle dans la création de tracés complexes avec une grande précision, et le routage sans contact réduit également les contraintes mécaniques, ce qui le rend idéal pour la production de circuits imprimés avancés et haut de gamme.
Impression de circuits imprimés avec une imprimante 3D
L’impression de traces de circuits imprimés, par impression 3D ou jet d’encre, consiste à déposer une encre métallique conductrice directement sur le substrat pour former des traces. Plus rapide et plus propre, elle ne nécessite ni gravure ni produits chimiques. Cependant, sa conductivité n’est pas aussi bonne que celle du cuivre. Elle est donc toujours utilisée pour les conceptions expérimentales ou les circuits imprimés flexibles.
Conclusion
Le routage de circuits imprimés (PCB) est le lien entre la conception numérique et le fonctionnement du circuit imprimé. Pour concevoir le circuit imprimé idéal, choisissez le logiciel adapté à votre niveau et à vos besoins, comme KiCad ou EasyEDA pour les débutants, et appliquez des techniques de routage clés, comme le dimensionnement et le routage des pistes, pour garantir la fiabilité de la carte.
Pour concrétiser votre conception, vous pouvez opter pour différentes méthodes de fabrication, comme la fraiseuse pour le prototypage, la fabrication maison ou la photolithographie et la gravure, des techniques standard du secteur. La maîtrise du logiciel et des techniques de fabrication du routage de circuits imprimés est essentielle pour produire des conceptions électroniques efficaces et fiables.
MOKOPCB est un professionnel de la fabrication de circuits imprimés de haute précision utilisant des technologies de pointe, offrant une qualité et une fiabilité supérieures pour vos projets, du prototype à l’assemblage. N’hésitez pas à nous contacter pour toute demande de fabrication de circuits imprimés professionnelle. Nous sommes toujours là pour vous aider à donner vie à vos projets.
