Depuis la création du schéma des cartes électroniques, le design du PCB et son intégration dans sa mécanique, la conception assistée par ordinateur (CAO) est aujourd’hui une étape indispensable de tout projet électronique. Matthieu, expert CAO/routage, vous explique pourquoi.
La Conception Assistée par Ordinateur (CAO, en anglais : EDA pour Electronic Design Automation) est « une étape-clé parce qu’elle permet une optimisation poussée des designs, schémas, topologies et routages électroniques. Les bénéfices du routage assisté par ordinateur sont directs : une grande rapidité du développement de la carte et un transfert ultra-fluide en industrialisation », explique Matthieu, ingénieur spécialiste CAO au sein du bureau d’études CATS POWER DESIGN (électronique sur-mesure), à Annecy.
La CAO électronique-mécanique permet de concevoir des systèmes électroniques, de les intégrer dans des boîtiers (ou dans des produits finis) en étant assuré de respecter toutes les normes, et de créer un fichier parfait en vue de leur production. Les meilleurs « routeurs CAO » utilisent des logiciels de conception comme ALTIUM et SOLIDWORKS.
Indispensable pour tout projet de miniaturisation
La CAO intervient tout au long de la conception du projet, puisque les schémas des cartes constituent la base de l’électronique. Depuis quelques années, la CAO permet désormais de faire le lien entre le schéma de la carte électronique et la mécanique dans laquelle elle va être intégrée.
« Généralement, le client dispose d’un emplacement mécanique restreint : on observe en effet une tendance forte à la miniaturisation des systèmes mécatroniques, avec de plus en plus de fonctionnalités intégrées : capteurs, micro-connecteurs, connectivité des objets, systèmes tout-en-un… Résultat : l’optimisation de l’espace sur les cartes est devenue un enjeu primordial », indique Mathieu.
« Il faut parfaitement optimiser la place disponible en tenant bien compte de l’intégration de la carte électronique dans l’applicatif client », précise Matthieu, qui ajoute que « cette optimisation maximale est aujourd’hui possible grâce à l’utilisation de progiciels professionnels comme ALTIUM, et surtout grâce à la réalisation de PCB en version multicouches et à l’utilisation de micro-composants. »
Dans le domaine de l’électronique spécifique, un expert CAO doit être capable de router tout type de carte (Process, Puissance, Connectivité, Microcontrôleur, Microprocesseur…) : le « routeur » est le lien entre toutes les étapes du processus : préimplantation, vue 3D de la carte, optimisation des routages pour la CEM, respect des normes de câblage, optimisation pour la production, génération des dossiers de production…
Les 6 étapes-clé
Pour mettre au point un circuit électronique sur-mesure, six étapes complexes s’enchaînent. « On procède d’abord à la création des composants sur logiciel en tenant compte de leur taille et de toutes leurs caractéristiques physiques. On réalise ensuite le schéma électronique sur logiciel, puis on place les composants sur la carte. Viennent alors l’intégration avec la mécanique et l’optimisation
du placement pour faciliter les process de production (visuel 3D, interface entre ALTIUM et SOLIWORKS) », explique Matthieu.
« L’avant-dernière étape est celle du traçage des pistes avec le choix du nombre de couches, le respect des normes IPC, la phase de compatibilité électromagnétique (CEM)… suivie de la génération des fichiers pour la production. »
Pour pouvoir réussir toutes ces étapes, un bon routeur CAO doit aussi pouvoir s’appuyer sur le savoir-faire technique d’experts en électronique de puissance numérique, en qualification électro-magnétique (CEM) et sécurité, en dissipation thermique, en vérification du bon fonctionnement futur de la carte… pour réussir l’homologation finale du produit aux normes exigées par le client.
L’intégration mécanique
La phase d’intégration des cartes électroniques permet de proposer une solution parfaitement finie. « Ces conceptions de designs mécaniques prennent en compte l’intégration de toutes les connectiques souhaitées et le respect de toutes les contraintes figurant dans le cahier des charges du client : contraintes normatives, utilisation en environnement sévère de type ATEX ou autre, en milieu humide, en application marine… »
« Notre bureau d’études a plus de quinze années d’expérience. Nous avons réalisé plus de 2000 cartes électroniques sur-mesure et c’est la combinaison de ce savoir-faire avec l’expertise de notre routeur qui permet de réaliser un gain de temps crucial dans un projet », ajoute Florian GERMAIN, l’ingénieur responsable du bureau d’études. Le facteur temps est, en effet, un enjeu primordial pour les clients qui attendent des développements impeccables, réalisés dans des délais toujours plus restreints.
« Pour mettre au point des cartes rapidement fonctionnelles, il n’y a pas de secret : un bon routeur CAO doit avant tout faire preuve de rapidité et s’appuyer sur une solide expérience d’intégration de cartes dans des mécaniques de plus en plus étroites », précise Florian.
« Et comme le monde de l’électronique est en constante évolution, il faut se former régulièrement
et suivre de très près l’actualité des nouveaux composants arrivés sur le marché, mais aussi l’évolution rapide des progiciels de création et de simulation de cartes », ajoute Matthieu. « Pour devenir et rester un bon routeur CAO, il n’y a pas de recette miracle, mais il faut être un vrai passionné. »
Un projet de CAO ? Faites appel à Matthieu !
« Basée à Annecy depuis 1996, notre équipe d’ingénieurs en électronique spécifique a déjà réalisé de nombreux projets mettant en œuvre des CAO de plus en plus complexes dans leur intégration », indique Alain PONTILLE, le président de CATS POWER DESIGN.
Si vous cherchez à réaliser une optimisation poussée des designs, schémas, topologies, routage et mécanique spécifiques d’une carte électronique, vous pouvez nous faire confiance. CATS POWER DESIGN met à votre disposition son expertise CAO électronique, sa maîtrise des outils de conception et d’intégration, et sa longue expérience en production de systèmes électroniques sur-mesure.
Un routage à réaliser ? CATS POWER DESIGN vous propose de réaliser les schémas de vos cartes dans le respect de vos contraintes (intégration, respects des normes, CEM)
Un projet à développer ? Nous vous proposons, après validation de votre cahier des charges, de développer, qualifier et produire votre électronique et mécanique, de A à Z. Confiez-nous aussi la gestion de la Supply Chain de votre produit électronique (gestion de la production, obsolescences…). « Nous pouvons assurer le développement complet de votre carte électronique (hardware et software), mais aussi créer la passerelle vers le cloud, et la gestion des données de vos produits connectés », précise Florian GERMAIN, ingénieur software, responsable du BE.
L’offre 360° de CATS POWER DESIGN
CATS POWER DESIGN développe des solutions électroniques sur-mesure et maîtrise toutes les étapes : analyse et validation de cahiers des charges, conception (HW, SW et cloud), intégration (mécanique), prototypage, qualification, pré-certification, industrialisation, pilotage de production et la gestion de la vie série des systèmes.
Une question ? Un projet ? Un cahier des charges à valider ou à réaliser ? L’équipe CATS POWER DESIGN est à votre disposition pour vous conseiller et répondre à vos besoins sur-mesure
