Existe-t-il une distance standard ou «sûre» entre les composants PCB?

Je conçois (toujours) mon premier PCB et, selon les prix indiqués sur les sites Web, plus la carte est petite, moins elle est chère. Autrement dit, les charges batchpcb par pouce carré. goldphoenix imprimera "autant que possible" sur une planche de 100 pouces carrés. Plus petit est moins cher. Je l'ai.

Dois-je donc essayer d'enfoncer autant que possible dans un petit espace? Évidemment, on peut aller trop loin en faisant cela, mais en toute vraisemblance, le point est là. Existe-t-il un guide standard pour les distances minimales entre les composants? Et les normes reposent-elles sur "cela facilite le soudage" ou sur des problèmes techniques (capacités, inductances, étincelles entre composants) trop proches les uns des autres?

Par exemple, un commentaire sur ce forum de sparkfun dit:

"Ceux-ci ne semblent pas être espacés à un espacement standard de prise banane. N'est-ce plus important?"

"son faible courant (5 ampères) qui ne devrait pas être suffisant pour déclencher les bornes à ces tensions"

"Je pense que le fait est que la plupart des fiches bananes doubles ont un espacement de 0,75". L'espacement des prises banane sur cette carte semble être d'environ 0,5 "."

Tout cela implique que la carte est mal conçue. Mais pauvre sur quoi ?

Au-delà des contraintes dues aux tensions ou aux largeurs minimales trace / espace (toutes importantes), à plus grande échelle, la taille mécanique doit être pratique et conforme aux normes ou aux conventions, le cas échéant.

Par exemple, en ce qui concerne les fiches banane, 0,75 "est assez standard pour certains adaptateurs , donc bien que 0,5" ne soit pas intrinsèquement mauvais, c'est peut-être ennuyeux à gérer.

Les trous de montage doivent être facilement accessibles et s'adapter aux tailles de vis courantes (n ° 4, n ° 6, etc.).

De même, je pense fermement qu'une carte prototype assez populaire est mal conçue car elle a un multiple non entier de 0,100 "d'espacement entre deux de ses en-têtes.

Il existe des normes IPC pour les empreintes des composants. Je rappelle qu'il existe des variations, à peu près normales, plus grandes et plus petites. Ces normes sont basées sur "facile à souder avec assemblage de machine".

Pour les CMS à profil bas, il n'y a pas vraiment de limite. J'ai placé des résistances 0402 aussi proches que 0,1 mm (espacement entre les pads). Les composants supérieurs comme les connecteurs nécessitent une attention particulière. Vous ne pouvez probablement pas placer un 0402 à 0,1 mm d'un connecteur RJ45 de 15 mm de haut, la machine pick-and-place peut ne pas être en mesure d'atteindre la position. Notez que l'orientation des composants peut être importante! Parlez à l'atelier de montage si vous voulez savoir ce qui est possible.
Il convient également de noter le jeu que vous devez garder jusqu'au bord de la planche, encore une fois pour les parties supérieures. Si votre panneau est coupé en V, vous avez besoin d'espace pour plier le panneau pour le casser après qu'il soit rempli, de préférence à la fois vers le haut et vers le bas. Les RJ45 vont évidemment sur le bord d'un PCB, mais ne placez pas deux d'entre eux directement en face l'un de l'autre sur le panneau si possible.

La grande majorité des fils sur une carte typique sont connectés uniquement à une alimentation à très basse tension et à des signaux numériques - les traces voisines ne sont pas distantes de plus de 30 V.

Pour ces composants, je n'ai que 2 règles pour l'espace entre les composants:

• espace égal à la hauteur: j'essaie de placer les composants suffisamment loin pour que je puisse inspecter où les broches touchent la carte à un angle de 45 degrés. Autrement dit, si j'ai un composant de 0,5 pouce de hauteur, le composant le plus proche est à au moins 0,5 pouce de distance, donc je peux jeter un coup d'œil par-dessus le haut du composant de haut et inspecter le côté de cet autre composant. (Cela aide également les doigts de l'équipement d'assemblage robotisé à installer de minuscules composants SMT, même si le robot était suffisamment stupide pour installer des composants de grande taille tout autour).

• laisser de l'espace pour les traces de PCB: avec de petits composants SMT, il est vraiment facile de regrouper les pièces si étroitement qu'il est tout simplement impossible de les câbler toutes avec des traces de PCB, même à des largeurs minimales de trace / espace de 0,15 mm (0,006 pouce). Lorsque cela se produit, vous êtes obligé de séparer les composants pour laisser plus de place entre eux.

J'aligne la broche 1 de chaque partie du trou dans une grille de 0,1 pouce - c'est-à-dire que la broche 1 est un multiple entier de 0,1 pouce du point de référence 0,0 sur cette carte. Cela rend beaucoup plus facile la fabrication d'un prototype - et plus tard, d'un gabarit de test - à partir d'une carte de prototypage de grille de 0,1 pouce.

J'accroche le "point de référence" (généralement le centroïde) de chaque composant de montage en surface à une grille - peut-être en commençant par une grille relativement grossière de 0,05 pouce (exactement 1,27 mm), mais en passant souvent à une grille plus fine. "PCB Design Tutorial" de David L. Jones et "PWB design flow layout" au Massmind ont quelques conseils.

Parfois, il est plus facile de laisser deux fois plus d'espace entre les composants que votre première estimation prévoit que vous aurez besoin pour les fils, juste pour que vous obteniez quelque chose qu'il est possible d'acheminer, puis de regrouper le tout une fois - plutôt que d'avoir à pousser légèrement un un quart des jetons sur la carte quelques dizaines de fois tout en essayant de passer à travers quelques centaines de fils, obtenant des routes vraiment longues et sinueuses lorsque le chemin "évident" est obstrué.

Espace égal à la moitié de l'exception de la hauteur: Étant donné que je peux regarder "autour" de grands condensateurs cylindriques à trou traversant, je laisse souvent un espace seulement la moitié de leur hauteur autour d'eux (angle de 30 degrés), en espérant que le robot est assez intelligent pour les installer en dernier .

Zéro espace d'exception: certains connecteurs sont conçus pour faire en sorte qu'une rangée de connecteurs touche pratiquement la suivante - une rangée de connecteurs à vis, une rangée de connecteurs de servomoteur passe-temps à 3 broches, etc. Donc, je mens à mon CAD DRC et je revendique toute la rangée est un énorme composant.

Si vous avez des signaux analogiques sensibles ou une alimentation haute tension ou des traces de signal haute tension, vous aurez besoin d'un peu plus d'espace - Wikibooks: Practical Electronics a quelques conseils.

En termes génériques vagues et ondulés à la main.

Les exigences d'isolation en tension (ou RFI / EMC) déterminent l'espacement entre les traces et les composants. Le plus grand coupable de la deuxième partie peut être des inducteurs et des transformateurs sur des cartes à double face, pour les concepteurs qui n'ont pas l'habitude de faire de la conception ou de la mise en page analogiques. La fiche technique du composant ou du module peut contenir des informations sur la zone de conservation ainsi que des dimensions physiques et des restrictions.

Le courant (ampérage) détermine la largeur de trace du PCB, un courant plus élevé signifie des traces plus larges. Cela peut souvent être unique sur un PCB avec une alimentation intégrée et des composants numériques de bas niveau comme exemple en contraste. Les traces grandes ou surdimensionnées sont parfois utilisées comme dissipateur de chaleur dans les conceptions LED à haute intensité par des professionnels, je ne pense pas que cela soit couramment fait par des amateurs. Je ne sais pas si cela est dû au manque d'accès aux outils de simulation thermique ou aux connaissances ou à d'autres facteurs.

La disposition des composants et le processus de fabrication des PCB sont les guides ultimes pour les restrictions de trace. Par exemple, la largeur et l'espacement des traces sur les planches que je prévois pour ma propre gravure, je me donne environ le double de l'espacement et de la largeur lorsque cela est possible pour atténuer le risque de défauts dans mon processus causant des problèmes avec les planches que je fabrique.

Certains fabricants de circuits imprimés proposent un fichier DRC (Design Rule Check) pour les logiciels de CAO pris en charge qui vérifie que le fichier de la carte est conforme à leurs restrictions de fabrication techniques.

Diverses entreprises ont des astuces et des conseils sur la disposition des PCB.

La distance minimale entre les composants est évidemment déterminée par la distance à laquelle vous pouvez les placer, à condition que vous ne violiez pas le jeu entre les pads de votre fournisseur de cartes et que vous utilisez des tensions typiques. Vous devez également prévoir de l'espace pour les pistes entre les pièces. Vous pouvez utiliser des pistes et des dégagements très étroits entre eux, mais cela fera augmenter le prix, supprimant toutes les économies que vous faites sur la taille de la planche. Comme tout ce qui touche au design, vous devez trouver le meilleur compromis.

Ce qui précède s'applique principalement à des choses comme la logique. Les conceptions analogiques et RF dépendent beaucoup plus de la disposition et nécessitent une attention particulière.