Tracer les intersections

Après le **placement des composants**, l’étape suivante consiste à **router les pistes** entre les différents **nœuds électriques (nets)**.

L’image ci-dessous illustre plusieurs exemples de **pistes se rejoignant à une intersection en T**.

Image 1 : Exemples de cinq largeurs de traces entrecroisées présentées ci-dessus avec et sans larmes.

Pièges à acide

Si vous discutez avec un groupe de dix ingénieurs électriciens, neuf d'entre eux écarteront immédiatement les options 1 et 3 en raison des intersections à angle aigu sur le côté droit de l'endroit où les traces se rencontrent. Ils vous diront que ces angles créent des « pièges à acide » ou des endroits où une surgravure peut se produire. Et même si cela aurait pu être encore un problème il y a trente ans, les processus de fabrication ont évolué au point que cela n'a tout simplement plus d'importance. Vous pouvez dessiner une séparation de 1° entre les traces sur vos conceptions de fabrication si vous le souhaitez. Vous n'aurez pas de problèmes avec les pièges à acide, mais vous aurez des problèmes avec le non-respect des minimums de largeur d'espace de fabrication.

Si vous créez un modèle comportant un petit angle, votre fabricant pourrait le bloquer. Bien qu'il puisse facilement le fermer en modifiant les fichiers Gerber, il n'a aucun moyen de savoir si votre décision était intentionnelle ou s'il s'agissait d'un oubli. De plus, il ne fabriquera pas votre carte sans vous avoir consulté au préalable.

La solution au problème est d’éliminer ou de combler ces minuscules espaces avec des filets ou des coulées de cuivre.

Les angles aigus sont acceptables : ils seront filetés pendant la fabrication jusqu'à ce qu'ils répondent aux directives minimales en matière de traçage/espace.

Vous pouvez vérifier ce problème en activant les contrôles « Same-net Clearance » pendant que vous effectuez votre vérification des règles de conception dans votre programme EDA.

Réflexions à grande vitesse

Les ingénieurs ont une haine profonde pour les virages à angle droit, comme le montre l'exemple 2 de l'image 1. Un signal à grande vitesse se déplaçant le long d'une trace verra une discontinuité d'impédance à un virage à angle droit et une autre à l'intersection.

Les discontinuités d'impédance peuvent provoquer des réflexions. Avec la bonne fréquence et la bonne longueur de trace, et un peu de malchance, une onde stationnaire peut se former sur la trace. Ce phénomène est déjà arrivé aux ingénieurs électriciens, mais il n'est présent que dans les conceptions à très haut débit.> 10 GHz) et à moins que votre conception ne nécessite des diélectriques non en fibre de verre, vous n'avez pas vraiment besoin de vous en soucier.

La variation théorique de l'impédance lors d'un virage à angle droit est de 15 %-20% . Mais la variation réelle de l'impédance est très difficile à mesurer.

Mais la théorie ne concorde pas avec les tests empiriques. Les transitions de tension ne sont pas instantanées : elles se produisent sur une certaine durée et sur une certaine distance. Même une transition de signal inférieure à la nanoseconde se produira sur une distance de 100 à 500 mils. La plupart des traces de signal ont une largeur inférieure à 10 mils environ, ce qui place également la discontinuité dans cette plage. En bref, la discontinuité est si courte qu'elle n'affecte pas sensiblement le signal.

La visualisation de la discontinuité à un angle de 90 degrés nécessite un équipement de test haut de gamme (oscilloscope avec une résolution de l'ordre de 10 ps et un réflectomètre temporel avec un temps de montée d'environ 30 × 10 ^-12 s). La plupart des transitions logiques se situent dans la plage de 10 ^-9 ou moins. Par conséquent, l'angle de 90 degrés n'a aucune importance en pratique.

Vous n'avez à vous soucier des angles droits que sur les conceptions à très, très grande vitesse. Il existe d'autres problèmes ESD et CEM liés aux angles droits, mais ils ne constituent généralement pas un problème pour les nouveaux concepteurs.

Dissipation thermique

Si vous avez une piste à courant élevé, la chaleur se dissipe vers l'extérieur de la piste vers les parties les plus froides de la carte. En général, le gradient thermique est orienté perpendiculairement à la piste, vers l'extérieur dans les deux sens. Mais que se passe-t-il si l'une des zones où la chaleur doit se dissiper est partagée par une autre partie de la piste ? La chaleur ne circule pas dans les endroits chauds : l'énergie thermique reste dans cette section de la carte, créant ainsi un point chaud.

La meilleure option pour votre conception

Utilisez l'image 1, exemple 4 pour votre conception : les traces courbes prennent souvent plus de temps à acheminer et sont excessives, sauf si vous souhaitez les utiliser pour des raisons stylistiques.