Mythes sur les angle de routage des PCB : les angles de 45 degrés par rapport aux angles de 90 degrés

August 20, 2019 Altium Designer

Are right-angle corners safe for your PCB design?

Il n'y a rien de mal à avoir un débat sain, qu'il s'agisse de déterminer la meilleure garniture de pizza ou la célébrité la plus philanthropique. Dans le monde des éditeurs de PCB, un débat qui empoisonne les concepteurs et les chercheurs tourne autour de la question de savoir si les pistes de cuivre d'un PCB doivent être routées à un angle de 45 degrés ou de 90 degrés pour éviter les pièges acides et d'autres défauts de conception. 

Avec l'équipement d'aujourd'hui, cependant, il s'avère que, sauf dans des circonstances spéciales, il importe peu l'angle que vous utilisez. En utilisant un logiciel de conception de PCB moderne, les outils de routage peuvent s'adapter à n'importe quel angle de votre choix ou n'importe quel angle nécessaire aux besoins de votre appareil.

L'effet des pistes à angle droit sur les émissions EMI

Les ingénieurs s'inquiètent souvent d'avoir des pistes à angle droit sur leur carte de circuit imprimé en raison de la possibilité d'interférences électromagnétiques (EMI) qui rayonnent dans les coins avec des angles vifs. La théorie populaire est que les signaux à haute fréquence émettent des radiofréquences à chaque virage de 90° de la piste de cuivre. Avec cette simple supposition, la plupart des concepteurs de matériel éliminent toute trace à angle droit de leur conception.

Cependant, la théorie selon laquelle les électrons d'un signal à haute vitesse sont incapables d'effectuer des virages à angle droit a été démystifiée par un ingénieur électricien expérimenté, Dr. Howard Johnson. En fait, les électrons rebondissent des milliards de fois dans différentes directions, même d'une courte longueur ; ils n'ont que très peu de problèmes à naviguer dans les coins à angle droit.

Il y a, bien sûr, une exception lorsque vous concevez des plans de masse de PCB ultra-rapide dans la gamme des 10 GHz ou plus, ou lorsque vous êtes impliqué dans des conceptions micro-ondes qui utilisent des traces avec des grandes largeurs de 100 mils. Dans ce genre d'applications extrêmes, vous devez en effet vous préoccuper des angles à 90°. Dans les autres cas, ils ne devraient pas constituer une préoccupation majeure.

 
Person disappearing into digital numbers

Ne vous préoccupez des coins à angle droit seulement dans une conception ultra-rapide.

Pour trancher définitivement ce débat, un test a été réalisé pour mesurer et comparer les émissions de rayons pour les angles droits et les angles à 45° du signal haute fréquence, pour des signaux jusqu'à 17ps de montées d'impulsion. Les résultats confirment l'argument du Dr Howard Johnson selon lequel il n'y a pas de différence entre les angles droits et les angles de 45° pour les niveaux d'émission EMI, dans les limites du test.

Pourquoi les coins avec des angles de 45° sont-ils si largement utilisés ?

Le verdict est rendu et il est sans danger d'utiliser des pistes à angle droit dans votre conception, tant que vous ne travaillez pas sur des conceptions micro-ondes à ultra-haute fréquence. Le mythe sur l'angle de routage à 45° est enfin démenti. Mais s'il s'agissait au départ d'une idée fausse, pourquoi les logiciels de conception de cartes de circuits imprimés continuent-ils à intégrer des angles de 45° dans leur stratégie de routage ? De plus, pourquoi les gens ont-ils commencé, au départ, à router avec des angles de 45° ?

Tout mythe a une origine. Dans le cas du routage avec des angles de 45°, le mythe remonte à une époque où la fabrication des PCB n'était pas aussi avancée qu'elle ne l'est aujourd'hui. À l'époque, les angles droits ou les angles vifs représentaient une menace réelle pour la faisabilité de la fabrication. Les coins à angle vif peuvent causer des pièges à acide, certains des acides utilisés dans la gravure s'y incrustent et continuent à corroder le cuivre dans ces coins à angle vif. À l'époque, les ingénieurs s'inquiétaient aussi du fait que les coins à angle droit ne sont pas aussi solides que ceux à 45° et peuvent être décollés facilement.

Heureusement, ces soucis appartiennent au passé, car la nouvelle technologie de fabrication des PCB garantit que le plan de masse de votre PCB est correctement gravé, à angle droit ou non. Les ingénieurs chevronnés de l'époque où l'on évitait les angles droits continuent souvent à froncer les sourcils quand ils utilisent des angles de 45° dans les conceptions d'aujourd'hui. Cependant, pour beaucoup d'entre eux, c'est plus une habitude qu'une règle.

 
Sharp-cornered routing on a circuit board

Les coins avec des angles vifs causaient des problèmes de faisabilité de fabrication. 

Pourquoi est-ce que je préfère les coins avec des angles de 45° ?

Malgré le fait qu'il n'y a pas de mal à avoir des coins à angle droit dans ma conception, je m'assure méticuleusement que chaque coin est à 45° avant d'envoyer ma topologie de PCB pour la fabrication. Ce n'est pas parce que je suis un concepteur RF, je n'en suis pas un. Mon obsession du coin à 45° est assez simple. Ils sont élégants et beaucoup plus beaux, à mon avis, que les coins à 90°.

En termes simples, c'est une question de préférence personnelle. Après tout, Altium Designer® est déjà configuré pour router magnifiquement les pistes à 45° et je n'ai pas jugé nécessaire de modifier ces réglages par défaut. Assurez-vous d'utiliser un logiciel de conception de PCB qui permet d'activer n'importe laquelle de vos préférences en matière de conception.

Êtes-vous gêné par les angles droits dans la conception de vos PCB ? Demandez l'avis d'un expert d'Altium.

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