Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Кафедра «Проектирование и технология радиоаппаратуры»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ В
P–CAD2000
Лабораторные работы 1-6
по дисциплинам «Информационные технологии проектирования РЭС»,
«Конструирование и технология РЭС»
для студентов заочной и дневной форм обучения по специальности 200800
и направлениям 551100 и 552500
Великий Новгород
ПОСТРОЕНИЕ КОНСТРУКТОРСКОГО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗА ИЭТ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
- изучение команд графического редактора Pattern Editorсистемы проектирования радиоэлектронной аппаратуры P-CAD2000;
- приобретение навыков создания конструкторско – технологического образа ИЭТ для печатных плат.
Работа производится средствами программы Pattern Editor.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:
1 ОЗНАКОМИТЬСЯ С ГРАФИЧЕСКИМИ ИЗОБРАЖЕНИЯМИ ИЭТ
(см. таблицу 2.1)
2 ВЫЗВАТЬ ПРОГРАММУ Pattern Editor.
Запустить эту программу Pattern Editor можно, щелкнув мышью по копке Пуск, в выпадающем меню, следует выбрать Программы = P-CAD2000 = P-CAD Executive и в развернувшемся рабочем поле выполнить команду Utils = P-CAD Pattern Editor.
3 УСТАНОВИТЬ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ
Щелкните в строке меню по команде Options (Установки). Откроется выпадающее меню с перечнем команд и параметров, позволяющих последовательно произвести все настойки шаблона.
В диалоговом окне Block Selection (Выбор блока) не следует делать никаких назначений, но необходимо убедиться, что в зоне Items (Виды) установлены флажки. Иначе, работая в этом режиме, вы рискуете столкнуться с тем, что программа откажется выбирать по непонятной для вас причине тот или иной объект.
Диалоговое окно Configure (Конфигурация), в некоторой степени похоже на аналогичные в других программах, но имеет и специфические отличия. Оно состоит только из одной вкладки General (Основные).
В зоне Units (Единицы) поставьте флажок mm.
В зоне Workspace Size (Размер рабочего поля) задаются необходимые размеры рабочего поля - А4, то есть ввести Width (Ширина) -210 мм и Height (Высота) -297мм
В зоне Orthogonal Modes (Варианты ортогональности) должны быть поставлены флажки.
В зоне Auto Save (Автосохранение) флажок Enable Auto Save (Необходимость автосохранения) не требуется.
В окнах Autopan (Автосмещение) и Zoom factor (Коэффициент изменения видимого размера) по умолчанию назначены параметры управления изображением, и без особой необходимости менять их не следует. В окне Rotation Increment (Угол поворота объекта) задается угол поворота выбранного объекта при одновременном нажатии клавиш R и Shift. Обычно значение по умолчанию (45°) изменять не стоит.
В окне Solder Mask Swell (Увеличение размера защитной маски) указывается величина, на которую окна в защитной маске должны быть больше, чем соответствующие контактные площадки. Введите 0,1 мм – оптимальный вариант для большинства случаев.
Установка Paste Mask Shrink (Уменьшение размера паяльной маски) позволяет получить технологическую маску, окна которой меньше, чем контактные площадки. Эта маска может служить не только в качестве паяльной, но и технологической (защитной) при нанесении локальных гальванических покрытий.
Две последние установки необходимы лишь тогда, когда в проекте предусматриваются соответствующие технологические операции. Числовые параметры в обоих случаях должны быть обязательно положительными или равными нулю.
В окне Plane Swell (Зазор на экранных слоях) Это значение вводится при разработке многослойных печатных плат (МПП).
В окне File Viewer (Просмотр файла) может быть указан редактор, предназначенный для просмотра создаваемых программой специальных текстовых файлов. Укажите редактор Notepad, встроенный в операционную систему Windows.
Следующая строчка выпадающего меню - Grids (Сетки). Установки идентичны Symbol Editor.
Величина устанавливаемой сетки проектирования зависит от конструктивных размеров корпуса элемента и (в основном) от шага расположения выводов (наиболее часто используемые: 2,5; 1,25; 1,0; 0,5 мм.)
Следующая строчка выпадающего меню - Display (Экран). Здесь сосредоточены сведения относительно цвета всех слоев проектирования (их 99) и некоторых элементов оформления экрана (рабочего поля, сетки и т.д.).
Очередной пункт выпадающего меню - Layers (Слои). В данном диалоговом окне сосредоточена информация о графических слоях проекта. Здесь можно оставить все без изменений.
Далее в выпадающем меню идет строка Current Line (Используемые линии). Здесь установите конструкционные линии для выполнения графической части проекта (0,6; 0,4 и 0,2 мм по ширине).
Еще две строчки меню: Pad Style (Параметры монтажного отверстия) и Via Style (Параметры переходного отверстия). Здесь задаются параметры всех печатных отверстий и любых контактных площадок.
Последний пункт падающего меню - Text Style (Текстовый стиль). В этом диалоговом окне установки такие же, как в программе Symbol Editor.
4 РАЗРАБОТАТЬ КОНТАКТНЫЕ ПЛОЩАДКИ
Во всех системах автоматизированного проектирования печатных плат информация о графике контактных площадок содержится отдельно от графики корпуса компонента. Это связано с тем, что при изготовлении фотошаблона требуется обеспечить сопряжение программных средств и технологического оборудования. Поэтому каждый проект обязательно имеет список используемых контактных площадок и соответствующих им типов выводов компонента и переходных отверстий, а также набор файлов, содержащих так называемые стеки контактных площадок (PadStack). Под стеком контактной площадки понимается файл, содержащий описание графики контактной площадки в физических слоях платы.
4.1 Контактные площадки металлизированных отверстий
Металлизированные отверстия являются самостоятельными конструктивными элементами, применяемыми при разработке посадочных мест многих компонентов и непосредственно при конструировании печатных плат. Информация о металлизированных отверстиях включает в себя параметры отверстия и контактных площадок на наружных слоях.
Щелкните по команде Pad Style, Откроется диалоговое окно Options Pad Style (Установка параметров монтажного отверстия) (рисунок 2.1). При начальной загрузке программы в окне Current Style (Используемый стиль) показан только один стиль [Default] (По умолчанию). Этот стиль, а точнее - монтажное отверстие диаметром 0,97 и с контактной площадкой 1,52 мм, постоянно здесь присутствует и не может быть удален или видоизменен. Стиль [Default] используется как прототип для разработки монтажных (и переходных) металлизированных отверстий и любых контактных площадок, в том числе без отверстий.
Рисунок 2.1 – Окно команды Options/Pad Style
Выберите указателем мыши в окне Current Style стиль прототипа и щелчком по кнопке Copy (Копировать) вызовите диалоговое окно (рисунок 2.2) Copy Pad Style (Копирование монтажного отверстия), где в окне Pad Name (Имя КП) указывается имя создаваемого отверстия.
Рисунок 2.2 – Диалоговое Рисунок 2.3 – Диалоговое
окно Copy Pad Style. Окно Modify Pad Style (Simple).
Введите в окне Pad Name имя первого металлизированного отверстия (в данном случае – Кр08/1,2) и щелкните по ОК. Вы вернетесь к предыдущему диалоговому окну и в области с именами контактных площадок увидите новое имя.
• Modify (Simple) - простая модификация, которая используется при разработке монтажных отверстий для двухслойных и многослойных ПП, но при условии, что на всех слоях размеры и конструкция КП будут одинаковыми. Эта же команда (и диалоговое окно) позволяет создавать КПМ для элементов поверхностного монтажа;
• Modify (Complex) - сложная модификация, предназначенная для формирования монтажных отверстий многослойных плат с КП разных типов и размеров по слоям.
Выделите цветом имя создаваемого металлизированного отверстия и щелкните по кнопке Modify (Simple). Откроется диалоговое окно (рисунок 2.3) Modify Pad Style (Simple) , где в зоне Type (Тип) можно выбрать один из трех вариантов КП:
• Тор (Верхний) и Bottom (Нижний) - относятся к КПМ на соответствующих слоях;
• Thru (Сквозное) - относится к сквозным отверстиям.
В данном случае должен быть установлен флажок Thru (Сквозное). В окне Shape (Форма) выбирается форма КП:
• Ellipse (Эллипс) - позволяет создавать круглые и эллиптические КП. Разновидности зависят от размеров, устанавливаемых в окнах Width (Ширина) и Height (Высота);
• Oval (Овал) - контактная площадка со скругленными углами. Значения Width и Height должны быть разными, иначе КП превращается в круг;
• Rectangle (Прямоугольник) - прямоугольная КП с размерами, задаваемыми в окнах Width и Height;
• Rounder Rectangle (Прямоугольник со скругленными углами) - прямоугольная КП с параметрами, назначенными в окнах Width и Height, у которой углы скруглены радиусом, равным 1/4 меньшего размера;
• Target (Прицел) - технологический знак, который выполняется на фотошаблонах и используется для совмещения рабочих фотошаблонов друг с другом и с заготовкой платы;
• Mounting Hole (Крепежное отверстие) - гладкое отверстие без контактных площадок. Параметры в окнах Width и Height задают размеры зоны, отводимой вод крепежные элементы (головки винтов, шайбы и т.д.). На этом участке запрещается трассировка печатных проводников.
Чтобы создать обычное металлизированное отверстие, выберите вариант Ellipse (Эллипс) и установите в окнах Width и Height два одинаковых размера (1.2).
При назначении размеров во всех окнах данного диалогового окна буквы «mm» указывать необязательно. Можно ограничится числом. Для дробных чисел следует отделять точкой десятичную часть от целой части числа.
В зоне Hole (Отверстие) укажите диаметр отверстия - в данном случае 0.8, Флажок Plated показывает, что оно имеет металлизацию,
В золе Plane Connection (Соединение с экраном) выберите один из двух вариантов подключения к экрану (земляному слою, шине или широкому проводнику):
• Thermal (Температурный барьер). В этом случае подключение осуществляется через специализированную контактную площадку с узкими температурными затворами (перемычками);
• Direct (Непосредственно). Здесь подключение к широким проводникам производится «напрямую», без температурных барьеров.
В нашем примере установите флажок Thermal.
В зоне Plane Swell (Зазор между экраном и проводниками) поставить флажок Use Global Swell (Использовать единый зазор), такой, как он задан в диалоговом окне Options Configure (Установка конфигурации).
Закончив со всеми установки, щелкните по кнопке ОК. Отверстие будет создано и записано в память программы, а вы вернетесь к диалоговому окну Options Pad Style, в котором сможете продолжить работу и сформировать очередное металлизированное отверстие.
Завершающим должен быть щелчок по кнопке Close (Закрыть).
4.2 Плоские контактные площадки
Плоские контактные площадки - это все площадки, не имеющие монтажных отверстий. Основное назначение таких конструкций - обеспечить монтаж элементов на поверхность или создание контактирующих поверхностей для соединителей.
При обозначении контактных площадок поверхностного монтажа используется сокращение КПМ.
Создать контактную площадку для микросхем. Выполните команды Options => Pad Style (Установки => Стиль КП). В открывшемся диалоговом окне щелкните по кнопке Copy (Копировать), а в окне Pad Name (Имя КП) следующего диалогового окна введите имя КПМ08х2,1, затем щелкните по кнопке ОК.
После щелчка по кнопке ОК вы вновь окажетесь в предыдущем диалоговом окне, где надо выделить цветом только что набранное имя КПМ08х2,1 и щелкнуть по кнопке Modify (Simple). В окне Тор (Верхний слой) появившегося диалогового окна Modify Pad Style (Simple) установите флажок.
Затем в окне Shape (Форма) выберите форму Rectangle (Прямоугольник) и введите в окна Width (Ширина) и Hight (Высота) значения 2,1 и 0,8 мм соответственно. Наконец, щелкните по кнопке ОК. Контактная площадка будет готова.
Все установки заканчиваются щелчками по кнопкам ОК и Close.
5 РАЗРАБОТАТЬ ПОСАДОЧНОЕ МЕСТО
Посадочное место (ПМ) - это комплект конструктивных элементов печатной платы, предназначенный для монтажа отдельного элемента (компонента). В него входят в различных сочетаниях контактные площадки (КП), металлизированные отверстия, печатные проводники на наружных слоях и гладкие крепежные отверстия.
Разработка ПМ осуществляется последовательно по слоям. Программа автоматически производит установку КП на нужные слои.
Для примера создадим ПМ для резистора С2-23-0,125 (смотри таблицу 2.1).
Выполнить команды Options => Pad Style (Установки => Стиль КП), в открывшемся диалоговом окне отметить строчку Кр08/1,3 и щелкнуть по кнопке Close.
Щелкнуть по кнопке Place Pad. На экране появится диалоговое окно Place Pad, где нумерация отверстий ПМ начинается с цифры 1, щелкнуть по кнопке ОК. Окно свернется, а указатель мыши будет готов для нанесения первого отверстия.
Выбрать сетку рабочего поля 2,5 мм. Подвести указатель мыши к месту первого отверстия и щелкнуть ЛК. Отверстие будет нарисовано. Передвиньте указатель на 4клетки, что будет соответствовать размеру 10мм, щелкнуть ЛК и ПК. Появится рисунок второго отверстия.
6 ЗАДАТЬ ТОЧКУ ПРИВЯЗКИ ИЭТ
Точка привязки наносится при помощи команды Place Ref Point (Точка привязки). Щелкните по соответствующей ей кнопке, подведите указатель мыши к первому отверстию и щелкните ЛК. Условный знак точки привязки будет вычерчен.
7 ПОСТРОИТЬ ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ИЭТ
В окне Select Layer (Выбор слоя) или (горячая клавиша L) выбрать слой Top Assy (Верхний графический). Установить сетку с шагом 0,5мм и щелкнув по клавише Place Line (Линия) вычертить изображение резистора (см. таблицу 2.1 - вид ИЭТ на экране).
8 ВВЕСТИ ПОЗИЦИОННОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ ИЭТ
Установить слой Top Silk (Верхний маркировочный).
Позиционное обозначение ИЭТ вводится в виде «пустышки» {RefDes} Щелкнуть по кнопке Place Attribute (Признак). После щелчка по кнопке переведите указатель мыши на рабочее поле и еще раз щелкните ЛК. Откроется диалоговое окно Place Attribute.
В окне Attribute Category (Категория признака) перечислены разделы, к которым отнесены все признаки. Если в этом окне выбрать конкретный раздел, то в соседнем окне Name (Имя) появится список его признаков.
Выделите цветом в области Attribute Category строчку Component (Компонент), а в зоне Name (Имя) - RefDes (это сокращение от Reference Designator «позиционное обозначение»).
Отметив название RefDes цветом, щелкните по кнопке в окне Text Style и укажите в списке стиль текста и щелкните ЛК. Диалоговое окно свернется.
Подведите указатель мыши к свободному месту рядом с графическим изображением резистора и еще раз щелкните ЛК. На рабочем поле появится текст {RefDes}. Фигурные скобки свидетельствуют о том, что он временный.
9 СОХРАНИТЬ СОЗДАННОЕ ОПИСАНИЕ ИЭТ.
9.1 Создать библиотеку корпусов ИЭТ
Выполните команды Library => New. Откроется диалоговое окно Library New (Новая библиотека).
Прежде всего создадим общую папку для хранения всех библиотек. Для этого в окне Library New щелкните по кнопке Новая папка. В нем появится новый ярлык папки и вы сможете сразу с клавиатуры ввести ее имя. В данном случае напечатайте имя Библиотеки элементов. Затем откройте эту папку и укажите в окне Имя файла данного диалогового окна название первой формируемой библиотеки, например LАB. Записав имя, щелкните по кнопке Сохранить - библиотека создана.
9.2 Записать объект в библиотеку
Для записи объекта в библиотеку воспользуемся кнопкой Save (Сохранить). Щелчок по этой кнопке открывает одноименное диалоговое окно.
В окне щелкните по кнопке Library (Библиотека), найдите папку для хранения библиотек и сформированную вами ранее библиотеку LAB. Полное имя библиотеки (путь поиска) появится в окне, расположенном рядом с кнопкой. Если вы постоянно работаете с одной библиотекой, то ее название всегда присутствует в данном окне.
В окне Pattern Name (Имя ПМ) наберите С2-23-0,125 и щелкните по ОК.
Посадочные места для других элементов создаются такими же методами. Для микросхем можно использовать мастер подсказки посадочного места Pattern Wizard.
10 РАЗРАБОТАТЬ ПОСАДОЧНОЕ МЕСТО МИКРОСХЕМЫ
В качестве примера взята микросхема К156ИЕ6. Щелкните по кнопке Pattern Wizard (Мастер подсказки посадочного места), на рабочее поле будет выведено окно. Дальнейшие действия заключаются в заполнении соответствующих областей этого диалогового окна. Результаты работы вы увидите на малом поле.
Произведите установки в окнах Мастера подсказки (последовательность не имеет принципиального значения):
• Pattern Type (Тип посадочного места). Предлагается три варианта:
- DIP - корпус DIP или другие типы с двухрядным расположением выводов, например с планарным;
- QVAD - корпус прямоугольный или с четырехсторонним расположением выводов (PQFP, PLCC и др.);
- ARRAY - корпус со штыревыми либо шариковыми выводами, расположенными по площади на его нижней части (BGA и др.).
Все варианты корпусов могут иметь посадочные места в виде металлизированных отверстий или плоских контактных площадок. Следует помнить, что программа в режиме подсказки не поможет разработать вариант посадочного места с расположением выводов в один ряд, в частности микросхемы серии К224. Установите в области Pattern Type вариант DIP;
• Number Of Pads Down (Общее количество выводов). Задайте число 16;
• Pad to Pad Spacing (Расстояние между выводами); Это расстояние между соседними выводами в ряду, более известное как шаг выводов. Назначьте 2.5 мм (два, точка, пять);
• Pattern Width (Ширина посадочного места). Расстояние между рядами контактных площадок, измеренное между их центрами, независимо от размера, формы и конструкции. Установите 7,5 мм;
• Pad 1Position (Положение первого вывода). По умолчанию первый вывод устанавливается в верхнем левом углу и отсчет ведется против часовой стрелки. Если первый вывод микросхемы находится в другом месте, то в этом окне необходимо ввести номер контакта, который должен стать первым выводом, В нашем примере сохраните 1;
• Pad Style (Pad 1) - стиль первой контактной площадки:
• Pad Style (Other) - стиль остальных контактных площадок. В обоих случаях выбирается вариант контактной площадки (точнее, отверстие с контактными площадками), созданной ранее и хранящейся в памяти компьютера.
Если требуемой КП не оказалось, то можно, не выходя из диалогового окна Мастера подсказки, открыть диалоговое окно Options Pad Style (Установка стиля КП) и в нем разработать новую КП, а затем вернуться к Мастеру подсказки и продолжить работу.
Первый вывод микросхем рекомендуется выполнять с контактной площадкой, отличной от остальных, например прямоугольной формы. В нашем примере установите для первого контакта Пр08/1,2 (металлизированное отверстие с прямоугольной контактной площадкой), а для остальных - Кр08/1,2 (металлизированное отверстие с круглой контактной площадкой);
• Rotate (Вращение). Если контактная площадка должна быть сориентирована не так, как она разработана, то ее можно повернуть на 90°, установив соответствующий флажок;
• Silk Screen (Слой сеткографии). Включите флажок, если предполагается выполнить графический рисунок микросхемы. Тогда окна этой зоны станут активными;
• Silk Line Width (Ширина линии). Здесь необходимо установить ширину линии для выполнения графической части посадочного места. Задайте ширину 0,2 мм;
• Silk Rectangle Width (Ширина);
• Silk Rectangle Height (Высота).
В двух последних строчках устанавливаются соответствующие размеры для корпуса микросхемы, которые (это следует иметь в виду) используются про граммой с целью определения конструктивных зазоров между элементами (корпусами элементов). Укажите 6,5 мм (ширину) и 22 мм (высоту);
• Notch Type (Тип отметки). Программа предлагает несколько вариантов отметки положения первого вывода микросхемы, которые не соответствуют требованиям отечественных нормативных документов, рекомендующих обозначать первый вывод точкой или кружком. Поэтому установите None (He требуется).
На этом основная часть работы над посадочным местом микросхемы заканчивается. Щелкните по кнопке Finish (Конец) - Мастер подсказки свернется, а рисунок будет перенесен на рабочее поле программы Pattern Editor.
Посадочное место полностью готово, и его можно записать в библиотеку. С этой целью целесообразно создать (или открыть) специальную библиотеку для посадочных мест с названием Микросхемы ПМ, в которой посадочное место можно записать с именем DIP-16.
Закончить работу в программе Pattern Editor.щелчком по кнопке Х