+ All Categories
Home > Documents > TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

Date post: 06-Feb-2016
Category:
Upload: mihai-dumitrascu
View: 40 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
Description:
..,.,.
18
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.
Transcript
Page 1: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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.

Page 2: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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).

Page 3: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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

Page 4: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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

Page 5: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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”

Page 6: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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.

Page 7: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor
Page 8: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor
Page 9: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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

Page 10: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

Fig. 7.5.b Foaie de catalog necesară realizării capsulei din cazul 2 (continuare)

Page 11: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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”

Page 12: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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:

Page 13: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor
Page 14: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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.

Page 15: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

3. Proiecte practice

Page 16: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor
Page 17: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

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.

Page 18: TCAD Lab6 Crearea Capsulelor

Recommended