Circuits imprimés (2ème partie)

Conception

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 1

Fabrication

CEM

rappels

Ce qui est des CI l’est également des Asics (Rapport d’échelle…)

Longueurs – largeurs – épaisseurs –surfaces

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Fractal…

Calcul de la largeur des pistes

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Une BF qui est une HF!

Fréquence équivalente:Féq= 0.35 / Tmontée (1ns = 350Mhz)

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Fourrier 3F,5F,7F…18F24Mhz*37y 900Mhz

Formes des angles des pistes

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Retour de courant dans les plans de masse

Différence de trajet entre BF et HF

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Recommandations de découplage

Tracé des alimentations

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Les pistes d’alimentations doivent être routées le plus proches les unes des autres.

Le bruit est réduit d’un facteur 5

Découplage numérique

C C

Tracé des alimentations

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C C

MauvaisMeilleurs

C

Excellent

Numérique « le principe… »

Maillage pour le numérique

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Découplage numérique par plan

CC

Tracé des alimentations

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Alimentation cartes multicouches

La distance capa-boitiers est fonction des tps de m ontée des signaux

Alimentation par plan = réduction du bruit d’alimentation

Le problème des VIAS

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Découplage et vias…

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Problèmes des capacité CMS

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Différence analogique - numérique

Analogique: CC à plusieurs 100 x Gigahertz

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Numérique: Hz à 1…5 GHz ???

Analogique

Alimentation en étoile

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C

Analogique

Alimentation chainée

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Remarquer: les retours de masseNe sont pas dessiné les Capa de découplage de chaqu e ampli

Numérique + analogique

Mélange des genres

DAC

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alimentation

Numérique + analogique

Zone des différentes masses

IN Analog Alim Out/In digit

Zone analogiqueADC

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Zone analogique

Zone numérique

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

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100K

100nF

Raccordement 0v et masse châssis

Boucle de garde

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Anneau de garde relié au chassis

Raccordement 0v et masse châssis

cartes

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alimentations GND

Raccordement 0v et masse châssis

GND

Plan non coupé

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Carte multicouche

Répartition des couches

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Carte multicouche

Répartition des couchesCouches signaux

COUCHES GND

Couches ALIM

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Circuit 10 couches

Carte multicouche

SF

DF

DF

Isoll

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8 couchescuivre

SF

DF

DF

Isoll

Du multi-multicouche…24

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Le circuit imprimé – routage Longueurs de pisteIdentiques.

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

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 31

Faire le // entre votre savoir faire et les possibilités du logiciel.

Le circuit imprimé - l’implantation

Logique du concepteurLogique du fabricant

L’implantation suit :

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Logique du fabricant Logique de règles Logique de fabrication

Le circuit imprimé - l’implantation

Pas de placement au hasard. Reflet de l’organisation du schéma.

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 33

Reflet de l’organisation du schéma. Chaque fonction étant presque à la

même place.

Les recommandations:

Réduire les boucles RF des alim.

Utiliser des filtres Passe Bas sur les lignes de signaux pour réduire les Bandes Passantes.

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 34

signaux pour réduire les Bandes Passantes.

Courant de retour proche de la ligne aller (HF).

Si retour par plan de masse : pas de coupure.

Les recommandations:

adapter les lignes HF, pour éviter les sur oscillations (plusieurs solutions)

Filtrer entre analogique et numérique

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 35

Filtrer entre analogique et numérique

Horloge56p

62Ω220Mf 100nF 100nF

10µH

10µF 10nF 470pF

Le circuit imprimé – routage / placement

R3 R

+12v

-12v

-

LF3572

6

4 5

R4 R1 2

R5 R

R7 R1 2

-12v

U35

TP1

TP1

U36

TP1

U6

AD633

X11

X22

Y13

Y24

+V8

-V5

Z6

W7

F1 de modulation 50Hz sin

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 36

S1

SW SPDT2

1

3

-

+

U1

LF357

3

26

7 14 5

C1

CAP NP

12

R1POT

13

2

R2 R1 2

R3 R1 2

+12v

-12v

-12v

+12v

Pt test déphasage de F

+

U2

36

7 1

R1 2

R6R

1 2

U27

TP1

TP1

U28

TP1

TP1

U29

TP1

TP1 U33

TP1

TP1

U34

TP1

TP1 +12v

TP1

TP1

U7

AD633

X11

X22

Y13

Y24

+V8

-V5

Z6

W7

F porteuse=300KHz

F2 de modulation 50Hz triangle

Le circuit imprimé – routage / placement

+12v

-12vLF3574 5

R4 R1 2

R7 R1 2

-12v

U35

TP1

TP1

U6

AD633

X11

X22

Y13

Y24

+V8

-V5

Z6

W7

F1 de modulation 50Hz sin

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S1

SW SPDT2

1

3

-

+

U1

LF357

3

26

7 14 5

C1

CAP NP

12

R1POT

13

2

R2 R1 2

R3 R1 2

+12v

-12v

-12v

+12v

Pt test déphasage de F

-

+

U2

LF357

3

26

7 14 5

R5 R1 2

R6R

1 2

U27

TP1

TP1

U28

TP1

TP1

U29

TP1

TP1 U33

TP1

TP1

U34

TP1

TP1 +12v

U36

TP1

TP1

U7

AD633

X11

X22

Y13

Y24

+V8

-V5

Z6

W7

F porteuse=300KHz

F2 de modulation 50Hz triangle

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

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 38

Attention à la diaphonie des pistes in et out

Attention aux pistes très sensibles- entrée d’ampli…

---

Les circuits imprimés –« incertitudes »

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 39

Les circuits imprimés – « incertitudes »

Le FR4

3.1

Matériaux non homogène

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 40

4.2

3.1

3.1Les différences de εr

εr pour verre ~ 6.1

εr pour epoxy ~ 3.2

Le circuit imprimé - coût

F() classe de fabrication Nbr couches Nbr d’exemplaires Technique de fabrication

Jean Claude GRAPIN - LE2I- 2008 41

Technique de fabrication Technique de perçage Technique de soudage

Le prototype doit être le plus près possible de la réalisation finale.

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

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Les classes et contraintes = normes Le bonding des asic

WHISKERS

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WHISKERS

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WHISKERS

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WHISKERS

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WHISKERS

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