1 / 42

TEHNOLOGIA SISTEMELOR ELECTRONICE

TEHNOLOGIA SISTEMELOR ELECTRONICE. Cursul nr.1. La mul ţi ani!. Generalitati. Cuprins curs Notiuni introductive Fabricarea circuitelor imprimate (PCB) Proiectarea PCB utilizand OrCAD Standarde industriale Proiectarea pentru fabricatie (procesele de asamblare si lipire)

moira
Download Presentation

TEHNOLOGIA SISTEMELOR ELECTRONICE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. TEHNOLOGIA SISTEMELOR ELECTRONICE Cursul nr.1

  2. La mulţi ani! TSE - Cursul nr. 1

  3. Generalitati • Cuprins curs • Notiuni introductive • Fabricarea circuitelor imprimate (PCB) • Proiectarea PCB utilizand OrCAD • Standarde industriale • Proiectarea pentru fabricatie (procesele de asamblare si lipire) • Proiectarea PCB pentru integritatea semnalului • Crearea si editarea componentelor in Capture • Crearea si editarea amprentelor in Layout • Postprocesarea si fabricarea placii TSE - Cursul nr. 1

  4. Generalitati • Cuprins laborator (teme probabile) • Desenarea circuitelor in OrCAD Capture • Crearea de simboluri de componente si de amprente THD • Crearea de simboluri de componente si de amprente SMD • Pregatirea circuitului electric si setarea parametrilor PCB • Proiectarea PCB in Layout. Rutarea automata • Proiectarea PCB in Layout. Rutarea manuala • Proiectarea PCB numai cu THD sau SMD • Proiectarea PCB cu THD si SMD TSE - Cursul nr. 1

  5. Generalitati • Bibliografie • Pana, Gh. – TSE. Notite de curs, Univ. Transilvania, Brasov, 2011; • Kraig Mitzner – Complete PCB Design using OrCAD Capture and Layout, Elsevier, Oxford, UK, 2007; • Clyde F. Coombs – Printed Circuits Handbook, Fifth Edition, McGraw-Hill, 2001. TSE - Cursul nr. 1

  6. Generalitati • Structura disciplinei, cerinte • Curs: 2 ore/sapt. (10 sapt.).Prezenta ≤ 1 PUNCT din nota finala.Examen ≤ 6 PUNCTE din nota finala. • Laborator: 2 ore/sapt. (10 sapt.). Prezenta obligatorie.Colocviu de laborator ≤ 3 PUNCTE din nota finala. TSE - Cursul nr. 1

  7. Tehnologie • ansamblul metodelor, proceselor, operațiilor făcute sau aplicate asupra materiilor prime, materialelor și datelor pentru realizarea unui anumit produs industrial sau comercial. TSE - Cursul nr. 1

  8. Sisteme electronice • grupari de circuite electronice si componente, proiectate pentru a indeplini una sau mai multe functii complexe. • poate cuprinde: • sisteme de telecomunicatii • sisteme cu calculator • sisteme de muzica electronica etc. TSE - Cursul nr. 1

  9. Exemplu de sistem electronic PCB-ul proiectat cu unelte CAD PCB-ul realizat fizic si plantat cu componente TSE - Cursul nr. 1

  10. CAE, CAD, CAM • CAE = Computer-Aided Engineering = inginerie asistata de calculator • CAD = Computer-Aided Design =proiectare asistata de calculator • CAM = Computer-Aided Manufacturing = fabricatie asistata de calculator TSE - Cursul nr. 1

  11. CAE • CAE presupune utilizarea programelor software in rezolvarea sarcinilor ingineresti; • Termenul este folosit din anii ‘70; • Uneltele software dezvoltate se numesc si unelte CAE; • Uneltele CAE acopera toate aspectele proiectarii ingineresti de la desenare la analiza pentru fabricatie si cuprinde activitati de simulare, validare si optimizare a produselor precum si unelte de fabricatie. TSE - Cursul nr. 1

  12. CAE • In viitor, sistemel CAE vor reprezenta sursa majora de informatii pentru a ajuta echipele de proiectare in luarea deciziilor. • CAE poate cuprinde: • CAD - computer-aided design, • CAA - computer-aided analysis, • CIM - computer-integrated manufacturing, • CAM - computer-aided manufacturing, • MRP - material requirements planning, • CAP - computer-aided planning. TSE - Cursul nr. 1

  13. CAD • CAD este o categorie de CAE legata de aranjamentul fizic si de dezvoltarea desenului pentru proiectul sistemului. • Programele CAD specifice pentru industria electronica se mai numesc si EDA (Electronic Design Automation – automatizarea proiectarii electronice). • Programele EDA includ programe de desenare (Schematic Capture) si de proiectare a cablajului imprimat (PCB – printed circuit board). TSE - Cursul nr. 1

  14. CAD • Nume cunoscute in lumea software EDA: • NI Multisim, • Cadence (ORCAD), • Eagle PCB and Schematic, • Mentor (PADS PCB and LOGIC Schematic), • Altium (Protel), • LabCentre Electronics (Proteus) etc. TSE - Cursul nr. 1

  15. CAM • unelte CAM = aplicatiile folosite in fabricatie • Uneltele CAM folosesc programe software si date de proiectare (generate de uneltele CAE) in controlul masinilor automate de fabricatie pentru a transforma un proiect in realitate. TSE - Cursul nr. 1

  16. OrCAD • Cadence detine si administreaza multe tipuri de produse CAD/CAM legate de industria electronica, incluzand setul de proiectare OrCAD. • Setul OrCAD contine Capture, PSpice si Layout. • Desi aceste aplicatii pot functiona si separat, legand uneltele intre ele se realizeaza comunicarea interunelte. • Uneltele OrCAD pot interactiona si cu alte unelte CAD/CAM cum ar fi GerberTool, SPECCTRA sau Allegro. TSE - Cursul nr. 1

  17. Capture • este componenta principala a pachetului si actioneaza ca unealta EDA primara. • Capture contine biblioteci extinse de componente (parts) cu ajutorul carora se pot genera scheme folosite independent sau in interactiune cu Spice sau Layout sau cu ambele simultan. TSE - Cursul nr. 1

  18. Componenta “vazuta” in Capture TSE - Cursul nr. 1

  19. Componenta “vazuta” in Capture • PSpice este unealta CAE care contine modele matematice pentru realizarea simularilor; • Layout este unealta CAD care converteste schema cu simboluri in reprezentarea fizica a proiectului; • Listele de conexiuni se folosesc pentru a interconecta intre ele componentele unui proiect si pentru a conecta fiecare componenta cu modelul sau amprenta (footprint). TSE - Cursul nr. 1

  20. Componenta “vazuta” in Capture • Layout functioneaza si ca unealta CAM initiala prin generarea datelor cu ajutorul carora lucreaza alte unelte CAM in timpul fabricatiei PCB (Printed Circuit Board – placa de circuit imprimat), ca de exemplu GerbTool. • Prin combinarea celor 3 aplicatii intr-un pachet se obtine un set puternic de unelte, eficiente in proiectarea, testarea si construirea circuitelor electronice. TSE - Cursul nr. 1

  21. Cele 3 aspecte ale componentei Simbolul Modelul PSpice LM741.txt Amprenta DIP.100/8/W.300/L.450 TSE - Cursul nr. 1

  22. Fabricarea PCB • Un circuit imprimat (Printed Circuit Board – PCB) este alcatuit din 2 parti de baza: • Suportul izolator (placa)=structura care din punct de vedere fizic sustine componentele si traseele imprimate si asigura izolatia intre trasee.Substrat tipic=FR4 (fiber-glass–epoxy laminate). • Circuitul imprimat (traseele de cupru) TSE - Cursul nr. 1

  23. Fabricarea PCB • Se porneste de la o placa izolatoare acoperita pe toata suprafata cu o folie subtire de cupru Cablaj dublu placat (pe 2 straturi) TSE - Cursul nr. 1

  24. Fabricarea PCB • Cablaj multistrat Pre-preg is a term for "pre-impregnated" composite fibres. These usually take the form of a weave or are uni-directional. They already contain an amount of the matrix material used to bond them together and to other components during manufacture. The pre-preg are mostly stored in cooled areas since activation is most commonly done by heat. Hence, composite structures built of pre-pregs will mostly require an oven or autoclave to cure out. TSE - Cursul nr. 1

  25. Fabricarea PCB • Exemple de realizare a circuitelor multistrat • 3 cablaje dublu-placate lipite intre ele cu 2 prepreg; • 2 cablaje dublu-placate, 3 prepreg si folii exterioare de cupru pentru traseele “top” si “bottom” TSE - Cursul nr. 1

  26. Fabricarea PCB • Straturile interioare (inner) sunt realizate inainte de efectuarea lipirii straturilor si a gaurilor. • Straturile exterioare se corodeaza dupa lipirea tuturor straturilor (a). • Folia de cupru este mai ieftina decat acoperirea cu cupru, motiv pentru care se prefera structura (b). TSE - Cursul nr. 1

  27. Fabricarea PCB (c) Metoda care imbina mai multe tehnici de fabricatie: TSE - Cursul nr. 1

  28. Fabricarea PCB • Realizarea circuitelor imprimate cuprinde, in principal: • Indepartarea selectiva a stratului de cupru: • Fotolitografie si corodare chimica • Frezare mecanica • Alinierea straturilor TSE - Cursul nr. 1

  29. Fabricarea PCB Fotolitografie si corodare chimica • Acoperire cu fotorezist TSE - Cursul nr. 1

  30. Fabricarea PCB Fotolitografie si corodare chimica • Utilizarea mastilor pentru expunerea selectiva la raze ultraviolete a fotorezistului traseu pad (a) masca pozitiva (b) masca negativa pt. fotorezist pozitiv pt. fotorezist negativ TSE - Cursul nr. 1

  31. Fotolitografie si corodare chimica • Masca se pune pe fotorezist Exemplu: masca pozitiva pusa pe fotorezistul pozitiv TSE - Cursul nr. 1

  32. Fabricarea PCBFotolitografie si corodare chimica • Corodarea fotorezistului (developare): • La fotorezistul pozitiv, prin expunere la raze u.v., scade rezistenta mecanica si fotorezistul expus se inlatura prin developare. Se foloseste hidroxid de sodiu (NaOH) • La fotorezistul negativ, partea expusa devine rezistenta si prin developare se inlatura partea neexpusa. Se foloseste carbonat de sodiu (Na2CO3) TSE - Cursul nr. 1

  33. Fabricarea PCB Fotolitografie si corodare chimica Fotorezist developat TSE - Cursul nr. 1

  34. Fabricarea PCB Fotolitografie si corodare chimica • Inlaturarea cuprului nedorit. Se foloseste solutie de clorura ferica (FeCl3) sau persulfat de sodiu (Na2S2O8) TSE - Cursul nr. 1

  35. Fabricarea PCB Fotolitografie si corodare chimica • Inlaturarea fotorezistului. Rezulta modelul dorit de cupru corodat TSE - Cursul nr. 1

  36. Fabricarea PCB Frezarea mecanica • Se foloseste la serii mici de productie • Se inlatura minimul de cupru pentru a se asigura izolarea intre trasee TSE - Cursul nr. 1

  37. Fabricarea PCB Alinierea straturilor • In engleza se numeste “Layer registration” • Straturile care alcatuiesc un circuit multistrat se aliniaza si apoi se lipesc. • Tiparele de aliniere se numesc “fiduci” si constau din gauri de ghidare. • Straturile aliniate se lipesc prin presare la cald (asamblare). • Dupa asamblare se dau gaurile in placa multistrat. Pot fi: • Gauri nemetalizate • Gauri metalizate TSE - Cursul nr. 1

  38. Fabricarea PCB Gauri metalizate/nemetalizate (a) gauri nemetalizate (b) gauri metalizate Metalizarea se face cu strat subtire de cupru (grosime 1mil=0.001in adica 25.4mm/1000=0.0254mm) TSE - Cursul nr. 1

  39. Fabricarea PCB Planuri de masa/alimentare • Nu toate straturile au trasee. Unele straturi sunt plane si asigura conexiuni de foarte joasa impedanta pentru alimentare si masa. Sunt asa numitele plane de alimentare si de masa. • Terminalele care se conecteaza la aceste plane trec prin gauri metalizate. TSE - Cursul nr. 1

  40. Fabricarea PCB “Thermal reliefs” • Pentru lipire fara incalzire excesiva, in vecinatatea gaurilor metalizate se efectueaza niste ferestre in cupru – thermal reliefs, care reduc caile de conductie termica dar pastreaza conexiunile electrice. TSE - Cursul nr. 1

  41. Fabricarea PCB “Clearence” • Realizarea zonei “clearence” care asigura izolare intre o gaura metalizata si un plan prin care trece: TSE - Cursul nr. 1

  42. Fabricarea PCB Soldermask si silk screen • Ultimele straturi sunt: • Soldermask (verde) cu rol de protectie la oxidare • Silk screen (alb) cu rol de marcare a locului fiecarei componente TSE - Cursul nr. 1

More Related