Date post: | 06-Feb-2016 |
Category: |
Documents |
Upload: | mihai-dumitrascu |
View: | 40 times |
Download: | 0 times |
Universitatea "Politehnica" din Bucureşti Facultatea de Electronică, TelecomunicaŃii şi
Tehnologia InformaŃiei Catedra de Tehnologie Electronică şi Fiabilitate
Tehnici CAD de realizare a
modulelor electronice
LUCRAREA DE LABORATOR nr. 6
Crearea de capsule
1. Scopul lucrării Scopul lucrării de laborator nr. 6 este de a familiariza studenŃii cu crearea de capsule/amprente PCB destinate generării cu ajutorul calculatorului a plăcilor de circuit imprimat şi de a prezenta tehnicile CAD utilizate la elaborarea capsulelor. La sfârşitul laboratorului studenŃii vor putea crea o paletă largă de capsule asociate unor componente electronice clasice (THT – Through Hole Technology) sau cu montare pe suprafaŃă (SMT – Surface Mount Technology) prezente în documentaŃia tehnică din cadrul diferitelor module şi sisteme electronice.
2. Desfăşurarea lucrării Proiectarea capsulelor/amprentelor reprezintă o activitate fundamentală a fluxului de proiectare
PCB, de corectitudinea ei depinzând funcŃionarea, calitatea şi fiabilitatea întregului modul electronic. În mediul de proiectare Allegro/OrCAD PCB Editor capsulele poartă denumirea de package symbols, fiind localizate pe HDD la locaŃia <Drive de
instalare>:/Cadence/SPB_16.5/share/pcb/pcb_lib/symbols. Înainte de a trece la generarea propriu-zisă de capsule, trebuie făcută o precizare foarte importantă: noŃiunea de capsulă nu trebuie înŃeleasă în sensul strict al ei; pe ecran nu va apărea automat în 3 dimensiuni desenul unei capsule (capsulă virtuală 3D) ci doar proiecŃia în plan a respectivei capsule, cu vedere de sus (“top view”). Vizualizarea 3D a capsulei şi a întregii structuri de interconectare PCB se face pe calea View > 3D
View. Figura 7.1 clarifică problema, prezentând capsule uzuale din bibliotecile programelor CADSTAR şi OrCAD.
Capsulele au în componenŃă, în general, următoarele elemente: • pastile (pad-uri) grupate în stive de pad-uri – padstacks (noŃiunea de padstack fiind mai puŃin
sugestivă se preferă în locul ei, de multe ori, termenul de cod de pastilă); • contururi (neelectrice) cum ar fi conturul de plasare a componentei (Place_Bound_Top)
conturul de pe masca de inscripŃionare (Silkscreen_Top) etc.; • zone de cupru asociate pastilelor; • texte: numele PCB al componentei (“reference”, sau “refdes”), valoarea acesteia sau
codul/numărul de producător ş.a.
Capsula Reprezentare 3D Reprezentare
CADSTAR-PCB Număr bibliotecă
PCB.LIB (CADSTAR)
Reprezentare ORCAD-PCB
Nume capsulă / Nume bibliotecă
ORCAD
DO-201AD
10230
DAX1/DO20AD
TM_DIODE
TO-3
11300
TO3
TO
TO-39
11700
TO39
TO
TO-220AB
11201
TO220AB
TO
SO-8
17008
SOG.050//8/
WB.275/L.250
SOG
MO-036AB (DIP 14)
1314
DIP.100/14/ W.300/L.750
DIP100T
Fig. 6.1 Capsule ale unor componente reale şi reprezentările lor în sistemele CADSTAR şi OrCAD
Aceste elemente pot fi observate în figura 7.2, fiind caracteristice sistemului OrCAD Layout Plus. Prezentăm în continuare, pe scurt, numai câteva din aceste elemente. Originea componentei are rol în localizarea componentei. Originea de inserŃie este utilizată de echipamentele de plasare automată a componentelor reale ca punct de reper pentru capul de plasare. Câmpurile precedate de simbolul "&", de exemplu &Comp, sunt origini de nume şi vor afişa texte corespunzătoare în poziŃiile respective, atunci când componenta se utilizează în blocul Layout. Conturul de plasare defineşte aria rezervată pentru plasarea unei componente, contur utilizat la menŃinerea spaŃierilor între componente şi evitarea coliziunilor. De obicei are formă dreptunghiulară sau circulară. Pad-ul/pastila (de fapt stiva de pad-uri, numită “padstack”) cu numărul 1 este plasat, de obicei, în punctul de coordonate (0,0). Pastilele de tip Thermal Relief se utilizează, de regulă, în planurile de cupru totale interne sau planurile de cupru parŃiale amplasate pe layer-ele externe pentru a asigura conectarea pastilelor din aceste layer-e la plan (în cazul în care pastilele sunt asociate unor arbori de interconectare conectaŃi electric cu respectivul plan).
Numărul padului
Originea de inserŃie
Conturul deplasare
Numele capsulei
Formă de cupru (obstacol) curol de radiator, ataşată pinului 2
Originea componentei
Câmp care va priminumele componentei înlayerul ASSEMBLY
Câmp care va primivaloarea componentei înlayerul ASSEMBLY
Câmp care va priminumele componentei înlayerul SSTOP
Conturul componentei pelayerul SSTOP
Fig. 7.2 Elementele unei capsule în mediul OrCAD Layout
Rolul lor termic se explică prin aceea că punŃile conductoare dintre pastilă şi plan împiedică transferul căldurii prin conducŃie în plan, transfer care ar fi fost mare în cazul în care pastila conectată la plan ar fi fost înglobată la planul continuu de cupru. Aceste planuri se reprezintă ca imagini pozitive sau negative, de regulă negative. Astfel, zonele închise la culoare în figura 7.3 din cadrul pastilei “thermal relief” sunt de fapt izolaŃiile pastilei faŃă de plan (imagine negativă).
ROUND SQUARE OVAL ANNULAR
OBLONG RECTANGLE THERMAL RELIEF
Fig. 7.3 Diferitele tipuri de pastile şi denumirile lor în limba engleză
Procedura de creare a capsulelor în Allegro/OrCAD PCB Editor Cazul 1 – componentă THT pasivă, discretă (rezistor fabricat de
firma Vishay, a se vedea foaia de catalog din figura 7.4)
Fig. 7.4 Foaie de catalog necesară realizării capsulei din cazul 1
Etapa 1.1 – proiectarea stivei de pastille (pad-uri) corespuzătoare pastilelor
asociate capsulei rezistorului THT
Proiectarea pastilei/stivei de pastile se face în utilitarul Pad Designer, ce poate fi deschis ca program pe calea All Programs > Cadence > Release 16.5 > PCB Editor Utilities > Pad
Designer.
Pastila through-hole (THD) are parametrii: pastilă circulară, cu diametrul de 62 mil şi gaură metalizată de 32 mil.
a. Tab-ul „Parameters”
b. Tab-ul „Layers”
Etapa 1.2 – proiectarea capsulei rezistorului THT
Proiectarea capsulei se face pornind sistemul CAD PCB Editor şi alegând opŃiunea “Package Symbol (wizard)”. Paşii de proiectare sunt prezentaŃi mai jos:
La această etapă se apasă butonul Load Template pentru a se încărca şablonul ce configurează mediul de proiectare în vederea generării de capsule.
Cazul 2 – componentă SMT de tip SO/SOIC (a se vedea foaia de catalog din figura 7.5)
Fig. 7.5.a Foaie de catalog necesară realizării capsulei din cazul 2
Fig. 7.5.b Foaie de catalog necesară realizării capsulei din cazul 2 (continuare)
Etapa 2.1 – proiectarea stivei de pastille (pad-uri) corespuzătoare pastilelor
asociate capsulei SO/SOIC
Proiectarea pastilei/stivei de pastile se face în utilitarul Pad Designer, ce poate fi deschis ca program pe calea All Programs > Cadence > Release 16.5 > PCB Editor Utilities > Pad
Designer.
Pastila Sourface Mounted Device (SMD) are parametrii: pastilă dreptunghiulară, 60 x 40 mil, fără gaură..
a. Tab-ul „Parameters”
b. Tab-ul „Layers”
Etapa 2.2 – proiectarea capsulei SO/SOIC
Proiectarea capsulei se face pornind sistemul CAD PCB Editor şi alegând opŃiunea “Package Symbol (wizard)”. Paşii de proiectare sunt prezentaŃi mai jos:
OBS: Pastilele capsulei SOIC nu au fost proiectate în conformitate cu datele de catalog din figura 7.5, alegându-se un cod de pastilă existent în biliotecă.
3. Proiecte practice
4. Întrebări şi teme suplimentare 1. Pentru o componentă SMT plasată pe stratul TOP, cum este afişată pastila acesteia pe
stratul BOTTOM? 2. PrecizaŃi diferenŃele care apar la proiectarea capsulei unui resistor THT şi a unuia similar,
dar SMT. 3. Este important layer-ul “solder-mask” în definirea unei pastile? De ce? 4. Dar layer-ul “silk-screen”? De ce? 5. Să se genereze capsulele de mai jos, în conformitate cu datele de proiectare precizate în
fiecare figură.