zařízení 5. přednáška Fakulta elektrotechniky a informatiky prof.ing. Petr Chlebiš, CSc

Konstrukce elektronických zařízení 5. přednáška prof.Ing. Petr Chlebiš, CSc.

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Postup návrhu elektronického zařízení Tradiční postup Analýza problému - Volba způsobu zpracování informace v celé sestavě (co zpracovat analogově, co digitálně) - Vlastní návrh obvodového řešení, výpočty, výběr vhodné součástkové základny (katalogy, firemní literatura) - Stavba elektronického modelu pro ověření vhodnosti návrhu - Testování a úpravy zapojení, překreslování dokumentace, návrh plošného spoje a veškeré výrobní dokumentace - Osazení plošného spoje, testování a oprava dokumentace - při případných chybách - Příprava sériové výroby -

Katedra elektroniky Fakulta elektrotechniky a informatiky

Postup návrhu digitálního programovatelného elektronického zařízení


Volba typu montáže elektronického zařízení -

Prostorová montáž. Plošná montáž – desky plošných spojů (DPS, PCB). Ovíjené spoje. Jiné technologie (hybridní technologie, ohebné plošné spoje). Návrh je třeba provádět v souladu s „vyrobitelností“ (DFM …Design For Manufacturing)


Montáž na desky plošných spojů Výhody montáže na desky plošných spojů -

Mechanická opora součástek, odolnost proti vibracím. Dokonalé a dobře kontrolovatelné propojení součástek. Vysoká shodnost při opakované výrobě. Možnost doladění parazitních vlastností L, C, event.R, spojovacích cest. Snadná přístupnost pro testování vyrobených desek (zařízení). Snadná automatizace návrhu i výroby. Přehlednost a snadná opravitelnost díky popisu součástek na desce.

Základní typy montáže - Klasická montáž – drátové vývody součástek, vrtané DPS. - Plošná montáž (SMD) – pájení součástek na pájecí plošky.


Porovnání složitosti návrhu DPS


Postup návrhu DPS Tradiční postup


Postup návrhu elektronického zařízení Postup s využitím návrhových systémů - Analýza problému - Volba způsobu zpracování informace v jednotlivých blocích i celé sestavy (co digitálně a co analogově) - Kreslení základního schématu elektronickým editorem, který současně tvoří databázi všech spojů, typů použitých součástek a jejich pouzder - Simulace obvodu pomocí speciálních obvodů (vyřeší obvykle většinu návrhářských chyb) - Návrh plošného spoje pomocí speciálního programu (Návrhový systém) (současná je tvorba veškeré výrobní dokumentace) - Testování vyrobeného prototypu, oprava nebo úprava možných chyb ve schématu automatické generování upraveného plošného spoje - Úprava dokumentace se generuje automaticky při každé změně schématu i plošného spoje


Požadavky při návrhu DPS - Návrh DPS zahrnuje: - Volbu materiálu, v souladu s požadovanými elektrickými a mechanickým vlastnostmi kompletu. - Určení velikosti desky plošného spoje. - Volbu použité montážní technologie - Volbu počtu propojovacích vrstev - Vytvoření kresby jednotlivých vrstev - a vzájemného propojení vrstev.


Požadavky při návrhu DPS - Návrh DPS musí splňovat požadavky na, - soubor elektrických a mechanických vlastností - technologii výroby (vyrobitelnost) desky - přijatelnou cenu pro danou aplikaci - současně platné normy, ČSN EN 61188-5-1 Desky splošnými spoji a osazené deskynávrh a použití. Všeobecnépožadavky ČSN EN 61188-5-2 Desky splošnými spoji a osazené deskynávrh a použití. Diskrétnísoučástky ČSN EN 61188-5-6 Desky splošnými spoji a osazené deskynávrh a použití. Nosiče čipů s vývody ve tvaru J na čtyřech stranách


Automatizovaný návrh DPS


Návrh desky plošných spojů Členění desky do vrstev při automatizovaném návrhu - Návrhové vrstvy plošného spoje obvykle členíme podle účelu. -

Vedení spojů –Top, Bottom, Gnd, Pwr, Inner 1, 2,... Nepájivé masky - Solder Mask Top (SMTop), Bottom(SMBot) . Pájecí pasta – Solder Paste Top (SPTop), Bottom (SPBot). Obrysy součástek – Place Outline. Servisní potisk – Silkscreen Top (SSCTop), Bottom (SSCBot). Osazovací výkres Assembly Top (ASTop), Bottom (ASBot) . Vrtací výkres – Drill Drawing (DRD). Data pro NC vrtačku - Drill.


Montáž na desky plošných spojů Členění desky do vrstev při automatizovaném návrhu


Návrh desky plošných spojů Knihovny pouzder - Každá součástka musí mít definované pouzdro, které určuje rozměry pouzdra a rozmístění jeho vývodů. (Vývod – Pad) & Comp 14

13

12

11

10

9

8

& Comp DIP.100/14/W.300/L80 & VALUE 1

2

3


4

5

6

7

Montáž na desky plošných spojů Základní rozmístění a rozměry - Rozmístění v rastru – Modulový rastr je základní souřadnicová síť v jejichž průsečících jsou umístěny vývody (pady). - Třída přesnosti – udává základní rozměrové parametry pro rozmisťování součástek a vedení spojů. - Izolační vzdálenosti – jsou určeny třídou přesnosti a kvalitou (izolační pevností) podkladové desky. - Šířka spoje – daná přesností, upravuje se podle proudové hustoty. - Prokovy - (via) jsou vodivé průchody mezi různými vrstvami, jejich velikosti a další parametry určuje třída přesnosti.


Montáž na desky plošných spojů Konstrukční třídy přesnosti DPS (PCB) Všechny pady jsou v tzv. „modulovém rastru“ - Modulový rastr je v jednotkách mil (miliinch) - Platí: X [mil] = 39,37 .X [mm] X [mm] = 0.0254 . X [mil]


Montáž na desky plošných spojů Provedení DPS


Děkuji za pozornost…


zařízení 5. přednáška Fakulta elektrotechniky a informatiky prof.ing. Petr Chlebiš, CSc

Recommend Documents