Plans d'alimentation PCB : meilleures pratiques éprouvées pour une performance supérieure

 

L'un des meilleurs moyens d'améliorer votre circuit imprimé multicouche (PCB) est d'utiliser des plans d'alimentation. En employant des plans d'alimentation dans votre PCB, vous pouvez utiliser des chemins de retour plus courts, obtenir un meilleur découplage entre les circuits et atteindre une plus grande capacité de courant. Si vous êtes intéressé à tirer le meilleur parti de votre PCB, apprenez les meilleures façons d'implémenter des plans d'alimentation.

Cet article couvre la définition des plans d'alimentation, comment ils sont utilisés dans les PCB et les meilleures pratiques de l'utilisation des plans d'alimentation avec les PCB.

Qu'est-ce qu'un plan d'alimentation ?

Un plan d'alimentation est un plan de cuivre plat conçu pour donner à votre PCB une alimentation en tension stable. Les plans d'alimentation sont connectés aux alimentations, un peu comme les plans de masse se connectent à la connexion de masse d'une alimentation. Ces plans d'alimentation alimentent les composants avec de l'énergie par contact avec un via comportant une piste.

Vous trouverez généralement des plans d'alimentation uniquement dans les PCB comportant plus de trois couches. Cette tendance à utiliser des plans d'alimentation dans les cartes à plus de couches est partiellement due aux plus grands avantages de l'utilisation de plans de masse pour les cartes à deux couches au lieu des plans d'alimentation. Puisque les plans de masse stables utilisent des pistes pour alimenter une source d'alimentation, ils ont tendance à être une meilleure option pour les cartes à deux couches.

L'utilisation de plans d'alimentation dans les cartes à plus de trois couches ou plus est une meilleure pratique de l'industrie pour employer des couches en nombres pairs lors de la création d'empilements multicouches. Lorsqu'un empilement a un nombre impair de couches, il crée une construction asymétrique qui cause souvent des défauts structurels, tels que le gauchissement et la torsion.

Comment les plans d'alimentation sont-ils utilisés dans un PCB ?

Alors que les cartes à deux couches peuvent bénéficier de plans de masse comportant des pistes et des traces, la plupart des cartes à quatre couches ou plus peuvent bénéficier significativement des plans d'alimentation. Quelques-unes des principales façons dont les plans d'alimentation sont utilisés dans les PCB pour fournir de plus grands avantages que ceux avec des pistes incluent :

• Capacité de transport de courant supérieure : Les pistes ont tendance à avoir du mal à gérer des courants plus importants, résultant en des PCB ayant des températures de fonctionnement plus élevées. En revanche, les plans d'alimentation aident les PCB à avoir des températures de fonctionnement plus basses car ils ont une plus grande capacité de transport de courant.
• Chemins de retour plus courts : Une autre façon dont les PCB peuvent bénéficier des plans d'alimentation est leurs chemins de retour plus courts que ceux utilisés avec des pistes. Ces chemins de retour plus courts rendent beaucoup plus pratique pour le plan d'alimentation d'alimenter le circuit, car vous pouvez facilement suivre le via connectant le plan d'alimentation et la couche de signal. En ayant des chemins de retour plus courts, un PCB recevra une performance de compatibilité électromagnétique (CEM) améliorée.
• Meilleur découplage entre les circuits : Les plans d'alimentation sont régulièrement utilisés dans les PCB au lieu des pistes car ils fournissent un meilleur découplage entre les circuits. Ce découplage amélioré aide à empêcher le bruit et l'énergie de se propager de circuit en circuit dans l'alimentation.

Meilleures pratiques dans la conception des plans d'alimentation

Si vous êtes intéressé à utiliser des plans d'alimentation pour vos PCB, vous voudrez comprendre les meilleures pratiques pour la conception des plans d'alimentation. En vous appuyant sur certaines des stratégies les plus courantes pour les conceptions de plans d'alimentation, vous pouvez mieux dissiper la chaleur et produire une construction plus symétrique. Voici les meilleures pratiques pour les conceptions de PCB à plans d'alimentation :

Concevoir les plans d'alimentation pour une dissipation thermique appropriée

Un PCB multicouche a besoin d'une dissipation thermique appropriée pour s'assurer qu'il ne surchauffe pas et ne tombe pas en panne. Lorsque vous avez une carte multicouche avec des plans d'alimentation, c'est une bonne idée d'utiliser le partitionnement de plan. Vous pouvez également compter sur plusieurs vias, car cette stratégie de conception peut améliorer le partitionnement de plan. Avec ces stratégies, vous pouvez dissiper la chaleur du PCB plus efficacement tout en employant des plans d'alimentation.

Utiliser plusieurs domaines

Un PCB à couche unique n'a généralement besoin que d'un seul domaine d'alimentation pour alimenter ses composants lorsque ces composants ont des exigences de tension identiques. Pour des conceptions de PCB plus complexes et denses comportant des plans d'alimentation, il est préférable d'utiliser plusieurs domaines. Par exemple, les ports E/S d'un PCB pourraient avoir des exigences de tension différentes des unités de microcontrôleur, vous obligeant à prendre en compte les deux tensions en divisant le plan de référence.

Bien que l'avoir plusieurs domaines puisse vous aider à économiser de l'espace et à garantir que chaque composant a la bonne alimentation, vous pouvez encore rencontrer des problèmes de CEM, un bruit plus important et du crosstalk. Les meilleurs fabricants sépareront les circuits de puissance élevée, analogiques et numériques de leur PCB à plan d'alimentation pour réduire les chances d'effets négatifs. Ils peuvent également séparer les rails d'alimentation de chaque circuit sur le PCB et sauter le plan d'alimentation pour obtenir un routage plus efficace. Cette option de conception nécessite l'utilisation d'un plan de masse pour absorber le bruit et raccourcir les chemins de retour.

Assurer la symétrie des cartes multicouches

Lorsque vous concevez un PCB multicouche, vous voudrez qu'il ait une symétrie appropriée. Vos plans d'alimentation jouent un rôle significatif pour assurer cette symétrie. Par exemple, une carte à quatre couches aura besoin d'avoir deux plans d'alimentation internes. Cette stratégie de conception est particulièrement utile pour les PCB double face comportant des composants montés sur les couches inférieure et supérieure. Gardez à l'esprit que vous devrez compter sur des pistes pour donner à votre PCB des retours lors de l'utilisation de plusieurs plans d'alimentation.

Collaborer entre équipes avec un logiciel de layout et les meilleurs outils de layout

Une autre meilleure pratique pour produire des PCB à plans d'alimentation est d'utiliser un logiciel de layout qui vous permet de collaborer entre équipes. Avoir un logiciel dans votre coin peut vous aider à définir les bonnes dimensions de couches, organiser l'empilement de manière appropriée avec la bonne conception de plan d'alimentation et sélectionner les meilleurs matériaux. Un logiciel de layout de haute qualité peut également vous aider à déterminer les meilleurs emplacements, tailles, nombres et types de vias.

L'utilisation d'un logiciel de collaboration inter-équipes aide à garantir que vous utilisez les meilleures conceptions possibles. Ce logiciel peut également vous aider à simuler plus efficacement vos conceptions et à les analyser pour créer le meilleur placement et construction de plan d'alimentation. Vous pouvez compléter ce logiciel en utilisant des outils de layout efficaces pour rendre le processus encore plus facile.

Choisissez Millennium Circuits Limited pour vos besoins en PCB à plans d'alimentation

Maintenant que vous connaissez les meilleures pratiques pour concevoir un PCB à plan d'alimentation, vous avez besoin d'une entreprise qui peut vous fournir les meilleurs PCB pour vos besoins. Chez Millennium Circuits Limited, nous fournissons à nos clients des PCB de qualité, y compris des PCB multicouches comportant des plans d'alimentation. En raison de notre expérience dans l'industrie et de la certification ISO 9001:2015, vous pouvez être confiant de recevoir des PCB de haute qualité répondant à vos exigences les plus strictes lorsque vous vous associez à nous.

Apprenez-en plus sur nos capacités PCB nationales et offshore aujourd'hui. Si vous voulez plus d'informations sur les prix ou avez des questions, n'hésitez pas à nous contacter ou à demander un devis gratuit.