Plan de masse et courant de retour sur un PCB : des règles d’implantation qui fonctionnent
Le courant revient toujours à sa source. Lui offrir un chemin court et ininterrompu est la décision d’implantation la plus efficace pour le bruit et la CEM.
Le courant circule en boucle
Tout courant de signal revient à sa source par le chemin d’impédance la plus faible. À basse fréquence, c’est le chemin de moindre résistance ; à haute fréquence, c’est le chemin situé juste sous la piste, car il donne la plus petite surface de boucle. Une petite boucle rayonne moins et capte moins de bruit. Cette seule idée explique la plupart des règles de routage de la masse.
Utiliser un plan de masse continu
Sur une carte multicouche, dédiez une couche à la masse et gardez-la ininterrompue sous les pistes de signal. Sur une carte 4 couches, l’empilage courant est signal, masse, alimentation, signal, de sorte que la couche de signal supérieure se trouve juste au-dessus du plan de masse (voir le guide d’empilage et combien de couches choisir).
Sur une carte 2 couches, coulez de la masse des deux côtés, reliez les deux plages par de nombreux vias et routez les signaux critiques de façon que la masse située dessous ne soit pas interrompue.
Ne pas couper le plan sous une piste
Une fente, un vide ou une scission dans le plan oblige le courant de retour à faire un détour, ce qui agrandit la boucle. Évitez :
- de router un signal rapide à travers un vide du plan ;
- de placer une rangée de grands pads traversants ou de vias si rapprochés qu’ils forment une fente ;
- de scinder le plan de masse en zones analogique et numérique distinctes sans raison claire.
Un plan de masse unique avec un placement soigné (composants analogiques dans une zone, numériques dans une autre, aucun signal passant de l’une à l’autre) fonctionne généralement mieux qu’un plan scindé.
Vias de couture
Quand un signal change de couche, son courant de retour doit changer de couche aussi. Placez un via de masse près du via de signal pour que le courant de retour puisse suivre. Des vias de masse le long du bord d’une plage de cuivre relient aussi les plans entre eux et réduisent le rayonnement de bord. Notre perçage minimal est de 0,3 mm avec un pad de 0,5 mm (voir vias et diamètres de perçage).
Condensateurs de découplage
Placez le condensateur au plus près de la broche d’alimentation du circuit intégré et reliez-le au plan de masse par une connexion courte et large ou par un via juste à côté de son pad. Une longue piste entre le condensateur et la broche ajoute de l’inductance et annule le bénéfice.
Liste de contrôle
| Contrôle | Pourquoi |
|---|---|
| Plan de masse ininterrompu sous les signaux rapides | Garde la boucle de retour petite |
| Aucun signal au-dessus d’un vide ou d’une fente | Évite le détour du courant de retour |
| Via de masse à côté de chaque via de changement de couche | Donne un chemin au retour |
| Condensateurs de découplage aux broches d’alimentation | Réduit le bruit de commutation |
| Plages reliées au plan par plusieurs vias | Évite le cuivre isolé |
Supprimez les îlots de cuivre isolés ou reliez-les à la masse : ils se comportent comme des antennes. Quand votre implantation est prête, parcourez la liste de contrôle DFM et demandez un prix dans le calculateur.
Questions fréquentes
Faut-il scinder le plan de masse en analogique et numérique ?
En général non. Un plan unique et continu, avec un placement judicieux des composants analogiques et numériques et sans signal passant d’une zone à l’autre, fonctionne normalement mieux qu’un plan scindé.
Pourquoi le courant de retour est-il important ?
Le courant de retour et le courant de signal forment une boucle. Plus la boucle est grande, plus la carte rayonne et capte du bruit. Un plan de masse continu sous le signal garde la boucle petite.
Où placer les vias de couture ?
À côté de chaque via de signal qui change de couche, et le long des bords des plages de masse, afin que le courant de retour suive le signal et que les plans restent reliés.
Voir les questions et réponses →
Consultez nos capacités de fabrication
Pistes et isolements minimaux, diamètres de perçage, matériaux, tolérances et tests pour chaque type de carte, sur une seule page.
Ouvrir les capacités →Posez votre question à un ingénieur
Vous ne savez pas ce qui s’applique à votre carte ? Décrivez-la en quelques lignes et nos ingénieurs vous conseillent.