elektronsko naČrtovanje in izdelava …...program: fizika in tehnika elektronsko naČrtovanje in...
TRANSCRIPT
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA
FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Program: fizika in tehnika
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ
DIPLOMSKO DELO
Mentor: Kandidat: izr. prof. dr. Slavko Kocijančič Jure Mele Somentor: David Rihtaršič
Ljubljana, september 2007
Zahvala
Za napotke in podporo pri nastajanju diplomskega dela se najlepše zahvaljujem
mentorju izr. prof. dr. Slavku Kocijančiču ter somentorju Davidu Rihtaršiču.
Zahvalil bi se rad tudi vsem ostalim, ki ste mi stali ob strani in pomagali pri zaključku
mojega študija.
Povzetek
Diplomsko delo je namenjeno učiteljem tehnike v osnovni šoli, amaterskim načrtovalcem
tiskanih vezij in ostalim, ki jih zanima načrtovanje in izdelava tiskanih vezij. Predstavlja
enega od načinov popestritve pouka elektronike in sicer od začetne ideje do izdelave
tiskanega vezja.
Prvi del diplomskega dela opisuje postopek načrtovanja preprostega tiskanega vezja po
posameznih delih. Ob primerih so razložene tudi druge možne izbire.
Predstavljen je programski paket Target3001! s svojimi najbolj pomembnimi funkcijami, s
katerimi narišemo osnovno električno shemo, tiskano vezje ter razporeditev elementov na
ploščici za dano vezje. Predstavitev temelji na primeru, ker je to eden od najučinkovitejših
načinov osvojitve osnovnih pravil in korakov pri načrtovanju. Navodila, ki jih program
posreduje preko menija Pomoč, so precej obsežna in zapletena ter zato neprimerna za učence
osnovnih šol.
Drugi del diplomskega dela opisuje izdelavo tiskanega vezja v domači delavnici ali v šolskem
okolju. Postopoma so razloženi koraki izdelave filmov, osvetljevanja foto folije, jedkanja,
vrtanja lukenj in obreza ter priprava na spajkanje komponent.
Tretji del diplomskega dela predstavlja postopek izdelave vezij v profesionalni delavnici.
Predstavljeni so različni materiali za uporabo, vrste tiskanih vezij, načini izdelave vezij ter
različni obdelovalni procesi in postopki.
V zadnjem delu so glede na zahteve proizvajalcev navedena nekatera najbolj pomembna
priporočila in nasveti za izdelovanje tiskanih vezij.
Ključne besede
• načrtovanje tiskanih vezij
• izdelava tiskanih vezij
• elektronika v šoli
• Target3001!
• PCB ploščica
Abstract
The diploma is designed to help teachers of technical science in primary schools, amateur
planners of printed circuit boards and others interested in planning and producing printed
circuit boards. For teachers, it presents one of the ways to make the topics of electronics more
interesting. The process of making a printed circuit board is described from general idea to the
final product.
The first part of my diploma describes the process of planning a simple printed circuit board –
individually for each part of the board. There are several options explained next to every
example.
It also includes the presentation of a programme package called Target3001! and its most
significant functions, which are used to draw a basic electrical outline, a printed circuit board
and a disposition of elements on the board. The presentation is based on examples, because
this is the most efficient way to learn the essential rules and actions during the process of
planning. The instructions that Target3001 contains in Help menu are complex and extensive
and therefore unsuitable for pupils in primary schools.
The second part of the diploma describes the process of producing printed circuit board at
home or in a classroom: making films, exposing sensitive photo folia to a proper light, etching
and drilling holes and the preparation to solder the components.
The third part presents a process of producing printed circuit boards in a professional
workshop. It presents the essential materials used in production, types of printed circuit
boards, ways of producing it and different treating procedures used in the process.
The last part of the diploma contains the most important references and some advice about
producing printed circuit boards according to producers’ demands.
Key words
• planning printed circuit boards
• producing printed circuit boards
• electronics in primary school
• Target 3001!
• PCB
Vsebina Uvod ...........................................................................................................................................1 1. Predstavitev programa Target3001 ................................................................................3
1.1. Target 3001 odlikujejo naslednje lastnosti .............................................................3 1.2. Obdelava podatkov in generiranje datotek za proizvodnjo..................................4 1.3. Oblikovanje in izdelava čelnih plošč .......................................................................5 1.4. Pravila pri načrtovanju PCB ploščice.....................................................................5
2. Risanje sheme....................................................................................................................6 2.1. Začetek novega projekta ..........................................................................................6 2.2. Vstavljanje mreže .....................................................................................................7 2.3. Vstavljanje elementov...............................................................................................9 2.4. Povezovanje elementov...........................................................................................20 2.5. Spreminjanje teksta in oznak simbolov ................................................................21
3. PCB pogled ......................................................................................................................24 3.1. Določanje zunanjega roba in dimenzij ploščice ...................................................24 3.2. Vstavljanje ustreznih paketov ...............................................................................27 3.3. Navidezne povezave ................................................................................................29 3.4. Montažni tisk...........................................................................................................35 3.5. 3D pogled .................................................................................................................38 3.6. Risanje komponent .................................................................................................41
3.6.1. Oblikovanje paketa.........................................................................................41 3.6.2. Oblikovanje simbola .......................................................................................54
3.7. Prenašanje shem v Office .......................................................................................58 3.8. Testiranje sheme in PCB ploščice..........................................................................59
4. Izdelava tiskanih vezij v šoli ..........................................................................................62 4.1. Izdelava filmov ........................................................................................................63 4.2. Osvetljevanje filma .................................................................................................66 4.3. Razvijanje filma ......................................................................................................68 4.4. Jedkanje...................................................................................................................70 4.5. Vrtanje lukenj in obrez ..........................................................................................72
5. Pregled tehnologij za izdelavo tiskanih vezij................................................................73 5.1. Osnovni materiali....................................................................................................73 5.2. Vrste tiskanih vezij .................................................................................................73 5.3. Tehnologija izdelave ...............................................................................................74 5.4. Sitotisk......................................................................................................................82 5.5. Foto postopek ..........................................................................................................83 5.6. Končna obdelava.....................................................................................................84 5.7. Testiranje plošč .......................................................................................................86 5.8. Posebna obdelava plošč ..........................................................................................87
5.8.1. Zlatenje ............................................................................................................87 5.8.2. Zaščitne prevleke ............................................................................................87
6. Konkretna priporočila za oblikovanje in načrtovanje tiskanih vezij ........................88 6.1. Dimenzije otočkov in linij, osnovni raster ............................................................88 6.2. Izvrtine.....................................................................................................................89 6.3. Montažni tisk (beli tisk)..........................................................................................89 6.4. Drsne priključne površine tiskanega vezja...........................................................90 6.5. Obrez in pozicijske oznake na TIV .......................................................................90 6.6. Število plasti in postopek izdelave ploščic.............................................................91
6.7. Dimenzije vezic in otočkov glede na postopek izdelave.......................................92 6.8. Premer lukenj..........................................................................................................92 6.9. Debelina vezi............................................................................................................92 6.10. Razporeditev elementov na ploščici ..................................................................93 6.11. Kontrola karakterističnih impedanc tiskanega vezja .....................................94
7. Zaključek .........................................................................................................................95 8. Literatura ........................................................................................................................96 9. Priloge ..............................................................................................................................97
Priloga 1: Podatki o DIP8 ..................................................................................................97 Priloga 2: Podatki o LT1170/LT1171/LT1172 .................................................................98 Priloga 3: Diagram LT1170/LT1171/LT1172 ..................................................................99
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Uvod Načrtovanje tiskanih vezij ima že nekajdesetletno zgodovino. Začelo se je z ročnim risanjem
na papir, z razvojem računalnika pa so se na trgu pojavili programi za elektronsko
načrtovanje. Začetne verzije so bile zapletene, omogočale so najosnovnejše funkcije risanja
brez podpore avtomatičnih orodij. Program se je na stroje v proizvodnji prenašal preko trakov
z luknjicami, kasneje magnetnih zapisov (kasete), disket. Programska oprema je bila zelo
draga in med amaterskimi uporabniki ni bila razširjena.
V zadnjem obdobju pa se na trgu pojavlja večje število programov za načrtovanje, v
cenovnem razponu od nekaj deset do nekaj tisoč evrov. Načrtovalci programov nam ponujajo
demo verzije, ki pa že omogočajo amaterskemu uporabniku in tudi osnovnim ter srednjim
šolam načrtovanje preprostejših vezij z uporabo različnih orodij [1]. Tako bi pri pouku
elektronike učitelj lahko izpeljal projekt načrtovanja in izdelave preprostih vezij, kot ga je
opisal Koren J. [2]. Na koncu bi dobili izdelek, ki bi ga učenci preizkusili.
Zato je cilj mojega diplomskega dela, da najdemo in predstavimo cenovno ugoden,
uporabniku prijazen in profesionalen program za risanje shem, izvajanje simulacij in izdelavo
PCB ploščic. Za izbrani program bomo izdelala navodila, ki bodo temeljila na konkretnih
primerih. Med množico programov smo ugotovili, da bi bil mogoče primeren program
Target3001! [1].
Target3001! je CAD-/CAE program za izdelavo PCB ploščic. Sestavljen je iz dela, kjer
rišemo sheme (schematic view), dela programa za simulacije vezij in pa okolja v katerem
rišemo same PCB ploščice (pcb view). Deloma ima tudi avtomatična orodja, ki jih lahko
uporabljamo pri risanju sheme, simulacijah in načrtovanju PCB ploščice, vključno z
elektromagnetno analizo oziroma elektromagnetno kompatibilnostjo. Program ima veliko
knjižnic z elementi, preostale elemente pa lahko enostavno poiščemo preko interneta ali pa jih
izdelamo sami. Komponente lahko vstavljamo ročno ali pa avtomatsko. Poljubno jih lahko
kasneje dodajamo, odstranjujemo in spreminjamo. Vezje si lahko pogledamo v prostoru, saj
ima tudi 3D pogled. [1,2].
J. Mele 1
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
J. Mele 2
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
1. Predstavitev programa Target3001
TARGET 3001 je program, ki združuje več različnih funkcij v procesu razvoja elektronike, a
ni sestavljen iz posebnih - samostojnih modulov. Ves proces načrtovanja teče v istem
programu [1]. V ceni programa so močna orodja, ki omogočajo:
• risanje električnih in elektronskih shem,
• električno simulacijo na narisanem vezju,
• načrtovanje tiskanih vezij in pripravo datotek za njihovo izdelavo,
• samodejno povezovanje elementov (autorouter),
• samodejno razvrščanje elementov (autoplacer),
• EMC-analizo,
• oblikovanje čelne plošče.
1.1. Target 3001 odlikujejo naslednje lastnosti
Program ni od včeraj, saj se razvija in nadgrajuje že od leta 1985. Je sodobno zasnovan in
ustvarjen s sodelovanjem programskih razvojnih timov iz Nemčije, Avstrije in Švice. Ima
skupen uporabniški vmesnik za vse prej naštete funkcije, poleg tega pa dela z eno samo
datoteko, ki hrani podatke za ves projekt, s čemer odpadejo nevšečnosti s pretvarjanjem več
različnih datotek in njihovim prenašanjem med različnimi orodji. Vsebuje nabor intuitivnih
ukazov, ki so enostavni za uporabo in različne samodejne funkcije, kot sta samodejno
razvrščanje komponent (autoplacer) in povezovanje (autorouter), med risanjem vezi pa se
nam lahko po želji in z nastavljenimi parametri poleg vezi samodejno in v realnem času
generira ozemljitvena mrežica. Uporabljamo vse Windows fonte, razen za izvoz v Gerber
datoteko, za prikaz pa uporablja resnično merilo - True scale – en inč na ekranu je enak
enemu inču na risbi. Izmenjava modulov med različnimi projekti poteka enostavno preko
Clipboarda, prav tako izvažanje slik v metafile formatu in seveda brez izgube resolucije.
Delovanje teh funkcij je neodvisno od video kartice in gonilnika za tiskalnik. Program lahko
generira podatke z vsemi potrebnimi podatki za izdelavo tiskanine, ima sposobnost uvažanja
datotek v drugih formatih in generiranja izhodnih datotek v najpogostejših formatih. Je
izredno prilagodljiv program in vse komponente lahko kadar koli spreminjamo, spremembe
med shemo in tiskanino pa se tudi takoj ažurirajo. Prednost pri simulaciji je, da teče direktno
iz narisane sheme z enim samim klikom, zato nam je prihranjen čas za risanje posebne sheme
J. Mele 3
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
za uporabo v simulatorju. Zelo pomembna je tudi možnost sprotne EMC analize z nasveti, ki
nam pomagajo uspešno načrtovati elektromagnetno združljiva vezja.
Na voljo so, poleg „Discover”, ki je brezplačen, še naslednje različice programa:
• „Light” z omejitvami: 400 pinov, 2 plasti, simulacija 30 signalov,
• „Smart” z omejitvami: 400 pinov, 2 plasti, simulacija 50 signalov,
• „Economy” z omejitvami: 1000 pinov, 4 plasti, simulacija 75 signalov,
• „Professional” neomejeno število pinov, 100 plasti, simulacija 100 signalov,
• „Design station” neomejeno število pinov, 100 plasti, simulacija neomejeno število
signalov.
Vse programske funkcije so brez omejitev aktivirane v vseh različicah programa. Razlika je le
v število pinov, ki jih lahko uporabljamo, v številu plasti in številu signalov, ki jih lahko v
programu simuliramo [3].
1.2. Obdelava podatkov in generiranje datotek za proizvodnjo
Omogoča uvoz načrtov PCB iz programa Eagle ali izvoz datoteke v tem formatu, vključno s
shemo, PCB in knjižnicami, uvoz tabele povezav (netlist) iz Mentor in Orcad programov in
izvoz spiska komponent in tabele povezav v formatih za programe Protel, Orcad in Calay.
Mogoča sta formata Gerber in Xgerber – uvoz in izvoz, uvoz načrtov PCB iz programa
PROTEL, vključno s shemo, PCB in knjižnicami, DXF uvoz in izvoz, izvoz TARGET načrta
v ASCII formatu, Postscript izvoz, HPGL izvoz. Izdelati zna Excellon & Sieb Meyer vrtalne
datoteke in neposredno generira pot za rezkanje izolacijskega kanala v HPGL in ISEL NCP –
formatu. Ima vgrajeno podporo za načrtovanje ožičenja (avtomobilska industrija) in izdelavo
spiska materiala (BOM, bill of materials) z uporabniško določenimi polji, izdela pa tudi načrt
vrtanja s piktogrami. Sheme in načrti ploščic so preko formata WMF prenosljivi v vse
standardne urejevalnike besedil, izdela pa tudi slikovno datoteko izdelka v TIFF formatu ali v
3D (IDF-izvoz) [3].
J. Mele 4
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
1.3. Oblikovanje in izdelava čelnih plošč
TARGET 3001! ponuja orodje za načrtovanje čelnih in zadnjih plošč, pri čemer nam prihrani
dvojno vnašanje koordinat. Pri tem lahko enostavno uporabljamo vse risalne funkcije, ki smo
jih v programu že vajeni, delo pa je podprto z ogromno knjižnico standardnih elementov za
rezkanje odprtin. Pri oblikovanju čelnih plošč imamo možnost izdelave vgravirane skale za
potenciometre, napisov, izvrtin, zarez in odprtin. Mogoče je celo površinsko rezkanje in
izračun cene izdelave te plošče [3].
Slika 1.1: Čelna plošča [1]
1.4. Pravila pri načrtovanju PCB ploščice.
Ko načrtujemo našo PCB ploščico, se moramo držati osnovnih pravil. Če tega ne upoštevamo,
izdelava ni mogoča ali pa cena izdelave naraste [4,5].
• Minimalna širina vezic in prav tako razmik med sosednjima vezicama mora biti večji
od 0,15mm. (manjši je možen, vendar je cena proizvodnje višja).
• Luknje naj ne bodo manjše od 0,3 mm. Vse dimenzije od 0,3 naprej so mogoče v
najmanjšem koraku 0,1 mm. Vse luknje bodo izvrtane 0,15mm večje, kot je razvidno
iz načrta vrtanja, da skompenzirajo nanos bakra v luknje po metalizaciji. Luknje, ki
niso metalizirane, so večje za 0,1mm.
• Razdalja med vezicami in robom pcb ploščice naj bo najmanj 0,5mm.
• Napisi na bakru naj bodo visoki najmanj 2mm.
J. Mele 5
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
• Napisi v ostalih plasteh naj bodo visoki najmanj 2mm in široki najmanj 3 mm.
• Rob ploščice (outline) mora biti narisan v posebni plasti (privzeta plast 23).
2. Risanje sheme
Za Schematic je značilno hierarhično načrtovanje: Pretekle projekte lahko uporabimo kot
module v novih projektih, istočasno pa je lahko odprtih več različnih shem, med katerimi je
mogoče kopiranje in lepljenje (copy_paste) in risanje ogromne sheme na stotih možnih
straneh, vsaka od njih pa je lahko velika 1,2 krat 1,2 m. Na razpolago imamo razširljivo
knjižnico s preko 30.000 komponentami in brskalnik knjižnice, ki omogoča boljšo
preglednost, urejanje in upravljanje z njo. V Shematicu je možnost spreminjanja simbolov,
čeprav so trenutno v uporabi, in to neodvisno od knjižnice, zamenjava pinov in/ali vrat na
enem čipu. Sistem za upravljanje s komponentami omogoča direkten dostop preko interneta
do njim pripadajočih podatkovnih listov (datasheets) [6].
2.1. Začetek novega projekta
Zaženemo program Target3001. Odpre se nam okno in izberemo Create a New PCB with
Shematic.
Slika 2.1: Začetek novega projekta
Odpre se delovna površina, na katero rišemo naše vezje (Shematic View).
J. Mele 6
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
2.2. Vstavljanje mreže
Na delovni površini želimo imeti mrežo. Na delovno površino jo lahko vstavimo na dva
načina.
1. V menijski vrstici odpremo meni View in nato izberemo Grid.
2. Na traku z ikonami poiščemo „Adjust View” in nato med dodatnimi ikonami
izberemo ikono za mrežo “Adjust background grid” .
Slika 2.2: Meni View
Odpre se nam okno z nastavitvami za mrežo „Window grid”.
V okencu Unit nastavimo enote za razmike med posameznimi mrežnimi točkami.
V okencu Grid nastavimo razmik med točkami mreže.
J. Mele 7
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 2.3: Window grid
Nato izberemo, kako bomo prikazali mrežo na delovni površini. Možni so trije načini prikaza
mreže:
• s točkami,
• s črtami,
• mreža je nevidna
Izberemo Grid as points, ker želimo mrežo prikazati s točkami. Kliknemo OK in mreža je
izrisana.
J. Mele 8
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
2.3. Vstavljanje elementov
Sledi vstavljanje elementov. Na traku z ikonami poiščemo Import component in jo
izberemo.
Slika 2.4: Import component
Odpre se naslednje okno.
Slika 2.5: Import component symbol
Na vrhu imamo tri zavihke, s katerimi lahko vstavljamo elemente na tri načine:
Component selection (komponente iščemo sami), Component search (komponento nam
poišče računalnik) ali pa Component libraries ( iščemo po knjižnicah).
J. Mele 9
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Za začetek je pametno narediti kaj enostavnega in uporabnega, na primer astabilini
multivibrator z Schmitovimi vrati Ne (74HC14), kot je narisan v študijskem gradivu [7,8].
Slika 2.6: Shema astabilnega multivibratorja
J. Mele 10
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Z miško kliknemo na Component search in poiščemo čip 74HC14.
Slika 2.7: Import component symbol 74HC14
Ko najdemo element, kliknemo na Import component. Nato elementu določimo mesto
postavitve in s klikom na miški potrdimo njegovo lego. Z desnim miškinim kazalcem pa ga
vrtimo za 90°. Isti element lahko dodajamo poljubno mnogokrat s klikom na levi miškin
gumb. Ko želimo dodati drugi element, kliknemo Esc, nato pa ponovno Import component.
Slika 2.8: 74HC14
J. Mele 11
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Sedaj vstavimo še upor. Na traku z ikonami poiščemo ikono “Import Component” in v
knjižnici poiščemo upor R. Za potrditev kliknemo na gumb Import component in nato z
levim miškinim gumbom potrdimo lego elementa na delovni ploskvi.
Slika 2.9: 74HC14 in upor
Vstaviti moramo še upor, za katerega želimo uporabiti naš predhodno izdelan element (comp-
pin). Kliknemo na gumb Import Component, nato zavihek Component libraries, izberemo
našo knjižnico eProDas.SYM3001 in izberemo COMPONENT-PIN
Slika 2.10: Import component symbol, component-pin
J. Mele 12
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Kliknemo na gumb Import Component in vstavimo dva enaka elementa.
Slika 2.11: Component pin
Levi comp-pin želimo zrcaliti po navpični osi. To storimo tako, da celega izberemo, v
zgornji menijski vrstici poiščemo na Edit, nato pa Mirror (flip) horizontally.
Drugi način: Element izberemo, nanj postavimo miškin kazalec in pritisnemo črko m.
Slika 2.12: Mirror (flip) horizontally
J. Mele 13
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Med oba component-pina bomo vstavili upor, zato napišemo črko R. V menijski vrstici
odpremo meni Elements in nato izberemo Insert Text.
Slika 2.13: Insert Text
Z miškinim kazalcem se postavimo na mesto, kjer želimo vstaviti tekst in pritisnemo levi
miškin gumb. Odpre se nam naslednje okno.
Slika 2.14: Text Options
J. Mele 14
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V polje Content napišemo črko R in določimo še barvo teksta. Kliknemo OK.
Slika 2.15: Vstavljanje besedila, upor
Na delovno podlago želimo vstaviti tudi kondenzator, to pa storimo tako, kot za upor.
Slika 2.16: Vstavljanje besedila, kondenzator
J. Mele 15
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Vstavimo še LED diodo. Import Component, Component search, LED_red_grid2,54,
Insert Component.
Slika 2.17: Vstavljanje diode
Dodamo še napajanje. Na traku z ikonami poiščemo Import component in kliknemo na
trikotnik desno od ikone.
Odpre se nam menijska vrstica, v kateri kliknemo na Import the remaining symbols of the
component.
Slika 2.18: Import the remaining symbols of the component
J. Mele 16
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 2.19: Import remaining components
Odpre se okno Import remaining components. V polju Resting symbols of the component
kliknemo na U1p in nato na OK.
Slika 2.20: Vstavljanje U1p
S klikom na levi miškin gumb potrdimo lego elementa.
Pri napajanju bomo potrebovali še dva konektorja. Izberemo ikono Import component
Component libraries Standard.SYM3001 Import component.
J. Mele 17
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Dva konektorja vstavimo v shemo.
Slika 2.21: Vstavljanje konektorjev
Vstaviti je potrebno še GND. To storimo tako, da pritisnemo črko R. Odpre se nam novo
okno.
Slika 2.22: Import reference symbol
J. Mele 18
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Izberemo GND. Potrdimo z gumbom OK in GND vstavimo v shemo. Vstaviti moramo še
Vout in pa GND, ki smo ju narisali sami. Kliknemo na Import component, nato na
Component libraries in v okencu Library izberemo eProDas.SYM3001. V okencu
Component najdemo GND-PIN in VOUT-PIN.
Slika 2.23: Vstavljanje gnd-pin
Vstavimo ju v shemo.
J. Mele 19
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
2.4. Povezovanje elementov
Sedaj moramo vse elemente med seboj povezati. To storimo tako, da na traku z ikonami
kliknemo na ikono „Place wire” in povežemo elemente.
Slika 2.24: Elementi, povezani v shemi
J. Mele 20
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
2.5. Spreminjanje teksta in oznak simbolov
Primer: LED dioda.
Slika 2.25: LED dioda
Oznake simbolov lahko izbrišemo iz “shematic view” (kasneje jih lahko dodamo nazaj), lahko
pa spreminjamo njihovo velikost.
Z levim miškinim gumbom označimo napis in pritisnemo tipko [Del]
Slika 2.26: LED dioda, izbran tekst
Tekst se izbriše.
Slika 2.27: LED dioda, izbrisan tekst
J. Mele 21
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Če želimo dodati oznako nazaj, kliknemo na ikono Pen: Drawing functions .
Slika 2.28: Place Text
Odpre se nam naslednji meni. Z miško kliknemo na ikono Place Text , nato pa se s
kazalcem postavimo na mesto, kjer želimo izpisan tekst in kliknemo na levi miškin gumb.
Odpre se nam okno.
Slika 2.29: Text Options
J. Mele 22
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V polju Functions imamo na voljo različne funkcije našega teksta. V našem primeru je
funkcija našega teksta Component value. Izberemo in pritisnemo Ok.
Slika 2.30: LED dioda, dodan tekst
Na vrhu imamo oznako komponente D2. Če želimo spreminjati velikost oznake, dvokliknemo
nanjo z levim miškinim gumbom.
Odpre se okno
Slika 2.31: LED dioda, spreminjanje napisa
J. Mele 23
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V polju Font Height spreminjamo višino teksta, širino pa v Font Width. Kliknemo Ok.
Te funkcije bodo delovale, če ne bomo imeli v meniju Pointer mode aktiviranega
gumba Mouse click M1 on any element selects the complete symbol or package.
3. PCB pogled
Osnovno shemo smo narisali v “shematic view”, sedaj pa želimo vse skupaj narisati v
“layout view”. V zgornji menijski vrstici poiščemo ikono “Go to PCB View” ali pa
pritisnemo [F3].
Pred nami se odpre prazna delovna površina. Najbolje je, da najprej vstavimo mrežo. To
storimo tako kot v “shematic view”.
3.1. Določanje zunanjega roba in dimenzij ploščice
Določiti moramo dimenzije PCB ploščice. To storimo na dva načina. Prvi način uporabimo v
primeru, da že predhodno vemo, kolikšno ploščico želimo, drugi način pa, ko imamo vezje že
izrisano, rob oz. dimenzijo ploščice pa dodajamo ali spreminjamo naknadno. a) V menijski vrstici odpremo meni Actions in nato izberemo PCB Outline Wizard
Slika 3.1: Actions, PCB Outline Wizard
J. Mele 24
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Odpre se okno
Slika 3.2: PCB Outline Wizard
V polju Width vpišemo širino, v Height pa višino naše PCB. Kliknemo na Continue in nato
na gumb Save.
b) V zgornji menijski vrstici poiščemo ikono Configure layers in kliknemo
nanjo. Odpre se okno PCB-Layers.
Slika 3.3: PCB-Layers
J. Mele 25
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Na levi strani so označene tiste plasti, ki so vidne. Layer 23 (Outline) je že izbran, zato
kliknemo na ikono Close this dialog and open the layer toolbar permanetly .
Na desni strani se odpre okno Layers.
Slika 3.4:Okno Layers
V zgornji menijski vrstici kliknemo ikono Drawing functions . Odpre se okno.
Slika 3.5: Draw Open Rectangles
Izberemo Draw Open Rectangles. V tem trenutku Target3001 že sam izbere Layer 23. To
nam dokazuje majhen gumb v oknu Layers pred številko 23. Če temu ni tako, ga izberemo
sami.
J. Mele 26
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Z miško določimo rob ploščice.
Slika 3.6: Določanje roba ploščice
Zaradi enostavnejšega merjenja dimenzij postavimo desni rob ploščice v sredino križca, ki
označuje koordinatno izhodišče.
3.2. Vstavljanje ustreznih paketov
V zgornji menijski vrstici poiščemo ikono Import package in nanjo kliknemo.
Slika 3.7: Vstavljanje paketa
J. Mele 27
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Odpre se nam seznam paketov, ki ustrezajo narisanim simbolom v “shematic view”. Vsaka
komponenta je sestavljena iz simbola in iz paketa. Kliknemo na komponento IC1, 74HC14,
DIL14, odpre se okno Select Package.
Slika 3.8: Izbiranje paketa
V polju Package imamo na voljo različne pakete, ki ustrezajo predhodno narisanemu
simbolu. Izberemo DIL14 in nato OK. Z miško potrdimo lego komponente. To storimo za vse
komponente, ki so izpisane v oknu Import package for.
J. Mele 28
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
3.3. Navidezne povezave Ko dodajamo komponente, se nam sproti izrisujejo navidezne povezave(Air Wires). Tako
lahko že na začetku poiščemo smiselno lego, pri kateri se čim manj povezav med seboj
prekriva. To nam olajša kasnejše risanje vezic med posameznimi pini. Povezave (Air Wires)
lahko tudi skrijemo. To storimo tako, da v meniju Actions izberemo Compute Air Wires.
Slika 3.9: Navidezne povezave
Odpre se okno Show air wires.
Slika 3.10: Show air wires
J. Mele 29
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Izberemo lahko povezave med vsemi ali pa samo med posameznimi signali.
Slika 3.11: Izrisane navidezne povezave
J. Mele 30
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Takemu vezju moramo izrisati še povezave na bakru. To lahko storimo na različne načine:
1. Komponente lahko povežemo ročno.
2. Lahko pa nam jih poveže program (Autorouter).
1. Ročno risanje vezi.
Pred risanjem vezi moramo najprej aktivirati Layer tool . V zgornji menijski vrstici poiščemo
ikono Configure layers in kliknemo nanjo. Odpre se okno PCB-Layers.
Slika 3.12: PCB-Layers
Kliknemo na All used Layers visible, nato pa Close this dialog and open the layer toolbar
permanetly .
Na desni strani se odpre okno Layers.
J. Mele 31
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.13: Navidezne povezave in okno Layers
Pred številko 2 izberemo majhen gumb in s tem “Bottom layer”, v katerem bomo risali vezi.
Na traku z ikonami poiščemo “Draw track” in kliknemo na trikotnik poleg ikone.
Slika 3.14: Risanje vezi
Kliknemo na .
Odpre se okno Track Options.
J. Mele 32
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.15: Možnosti vezi
V polje Track width vpišemo širino vezic. V našem primeru 0,5mm.
V polje Track aura vpišemo najmanjši razmak med dvema vezicama.
V polju Layer pa izberemo, kje želimo imeti vezice. Mi jih želimo na spodnji strani PCB
ploščice, na bakru, zato izberemo layer 2.
Potrdimo z gumbom OK.
Sedaj se z miškinim kazalcem postavimo na mesto, kjer želimo narisati vez in pritisnemo levi
miškin gumb. Nato se pomaknemo do pina, ki ga želimo povezati, pritisnemo levi gumb in
povezava je narejena.
J. Mele 33
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.16: Izrisane vse vezi v »Bottom layer«
Nekatere vezi se prekrivajo, zato moramo postaviti most (Bridge).
To storimo tako, da najprej povežemo eno vez preko druge, nato pa del, ki je v kratkem stiku,
izbrišemo.
Sedaj pa oba konca med seboj povežemo. To storimo tako, da v meniju Elements izberemo
Place a Bridge.
Slika 3.17: Place a bridge
J. Mele 34
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Povežemo oba konca.
Slika 3.18: Povezava z mostom
3.4. Montažni tisk
Na zadnji sliki vidimo vezi, luknje, elemente in napise v različnih barvah. Vsaka barva
predstavlja posamezen layer. S črno barvo je narisan oz. napisan montažni tisk. Če želimo na
naši delovni površini viden samo montažni tisk, v zgornji vrstici poiščemo View in nato
Layers. Na levi strani so označeni tisti layerji, ki so vidni. Pustimo samo Position top, vse
ostale pa izklopimo.
Slika 3.19: PCB -Layers
J. Mele 35
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Kliknemo na ikono Close this dialog and open the layer toolbar permanetly .
Na desni strani se odpre okno Layers.
Pred številko 21 izberemo majhen gumb in s tem “layer Position
top”, ki ga sedaj lahko spreminjamo.
Napise in simbole lahko enostavno izberemo in jih z levim miškinim
kazalcem premikamo, izbrišemo jih s tipko Del.
Slika 3.20: Plast 23 in okno Layers
Lahko vstavimo tudi svoje besedilo. V menijski vrstici v meniju Elements kliknemo na
Insert text… ali pa v poiščemo ikono “Pen: Drawing functions” in nato
“Place Text” .
Odpre se okno.
J. Mele 36
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.21: Možnosti besedila
V okencu Content vpišemo besedilo:
V naslednjem okencu določimo pisavo:
Določimo višino pisave:
Širino pisave:
Debelino pisave:
J. Mele 37
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Zasuk pisave:
V okencu izberemo Layer 21 oz. Position top.
Funkcijo besedila v našem primeru Normal text.
Barvo besedila:
Potrdimo z gumbom OK.
3.5. 3D pogled
Naše vezje zgleda tako:
Slika 3.22: Končana PCB ploščica
J. Mele 38
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Sedaj bi radi pogledali, kakšna bo naša PCB ploščica. Odpremo meni View in nato izberemo
3D view.
Slika 3.23: Meni View
Odpre se okno 3D model.
Slika 3.24: 3D pogled
J. Mele 39
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Z levim in desnim miškinim kazalcem lahko ploščico obračam in si jo ogledamo z obeh
strani. Dvojni klik na levi miškin gumb požene neprekinjeno rotacijo. Na levi strani s
kljukicami izbiramo elemente, ki jih želimo imeti prikazane v 3D pogledu.
Slika 3.25: 3D pogled – bottom
Slika 3.26: 3D pogled - top
J. Mele 40
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
3.6. Risanje komponent
Program nam omogoča tudi risanje svojih komponent in dodajanje v svojo ali že obstoječo
knjižnico. Vsaka komponenta je sestavljena iz paketa in simbola. Paket uporabimo pri risanju
PCB-ja, simbol pa pri risanju sheme. Pri risanju svoje komponente najprej začnemo z
risanjem paketa.
Primer paketa.
Slika 3.27: Paket
Primer simbola.
Slika 3.28: Simbol
3.6.1. Oblikovanje paketa
Začnemo s tem, da odpremo nov dokument in kliknemo na “Go to PCB View” .
Nato v zgornji vrstici poiščemo ikono “Pen: Drawing functions” in nato ”Draw
open Rectangles”.
J. Mele 41
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.29: Draw Open Rectangles
Nastavimo na Layer 21 in nato narišemo pravokotnik.
Slika 3.30: Začetek risanja paketa
Sedaj moramo vsaki izmed stranic posebej določiti dolžino. Najprej dvokliknemo na zgornjo
stranico in odpre se okno Change Lines.
Layer 21
J. Mele 42
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.31: Spreminjanje črt
V okencu Position definiramo x in y koordinati začetka in konca črte.
Določimo debelino črte.
Slika 3.32: Prirejena zgornja stranica
J. Mele 43
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Dvokliknemo na levo stranico pravokotnika in določimo koordinati.
Slika 3.33: Prirejena leva stranica
Dvokliknemo na spodnjo stranico pravokotnika in določimo koordinati.
Slika 3.34: Prirejena spodnja stranica
J. Mele 44
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Dvokliknemo desno stranico pravokotnika in določimo koordinati.
Slika 3.35: Prirejena desna stranica
Sedaj imamo natančne mere našega paketa. V naslednjem koraku moramo vstaviti še otočke
(pads). V zgornji vrstici poiščemo ikono “Pen: Drawing functions” in nato
“Place pads for a New Package”.
Slika 3.36: Vstavljanje otočkov
Kliknemo na tipko O (Options) in odpre se okno Pad Options.
J. Mele 45
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.37: Spreminjanje otočkov
V okencu Pin number napišemo številko pina.
Določimo višino bakra.
Določimo širino bakra.
Obliko bakra.
Premer izvrtine.
Kliknemo OK.
J. Mele 46
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Sedaj moramo otočke postaviti na pravilno mesto. V vrstici z orodji poiščemo Adjust View
in nato Adjust background grid.
Slika 3.38: Prilagajanje mreže
Odpre se okno Window Grid.
Slika 3.39: Okno mreže
V polju Grid določimo razmik med točkami mreže.
J. Mele 47
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V polju Offset X določimo začetno koordinato mreže po abscisni osi.
V polju Offset Y določimo začetno koordinato mreže po ordinatni osi.
Kliknemo OK.
Pri postavljanju elementov potrebujemo pomoč, zato na tipkovnici pritisnemo F8. Na delovni
površini se pokaže križec, ki se premika po točkah mreže. (Izklopimo ga, če dvakrat
pritisnemo tipko F8.)
Slika 3.40: Vstavljanje otočkov
Postavimo se na želeno mesto in kliknemo na levi miškin gumb. To storimo za vseh 8
elementov.
J. Mele 48
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.41: Vstavljeni vsi otočki
Baker okoli luknje št. 1 želimo v obliki kvadrata, zato dvokliknemo nanj. Odpre se okno
Change Pads. V polju Form izberemo rectangle.
Slika 3.42: Spreminjanje otočka
Nato OK. Baker okoli luknje dobi obliko kvadrata.
J. Mele 49
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.43: Kvadraten otoček
V naslednjem koraku moramo oblikovati levo stranico. Z levim miškinim gumbom kliknemo
levo stranico, nato pa z desnim zgornji levi kot.
Slika 3.44: Oblikovanje desne stranice
V meniju izberemo Insert corner, s tem smo levo stranico razpolovili na dva dela.
Ponovimo še za zgornji del in nato za spodnji del. Srednja dva združimo z Delete corner.
Slika 3.45: Združena srednja dela stranice
J. Mele 50
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V vrstici z orodji poiščemo Settings for the Pointer Mode, nato Dragging with[Ctrl]+ M1h
on the Center of a Segment Creates an Arc. Nato se postavimo na sredino označenega
dela, pritisnemo Ctrl+levi miškin gumb ter izrišemo polkrog.
Slika 3.46: Dragging with[Ctrl]+ M1h on the Center of a Segment Creates an Arc
Slika 3.47: Končana leva stranica paketa
Določiti moramo še spremenljivke za »Component name« in »Value«.
Če želimo dodati oznako, kliknemo na ikono Drawing functions .
J. Mele 51
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.48: Drawing functions
Odpre se nam naslednji meni. Z miško kliknemo na ikono Place Text , nato pa se s
kazalcem postavimo na mesto, kjer želimo izpisan tekst, in kliknemo na levi miškin gumb.
Odpre se nam okno.
Slika 3.49: Možnosti teksta
J. Mele 52
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V polju Functions imamo na voljo različne funkcije našega teksta. V našem primeru je
funkcija našega teksta Component name. Izberemo in pritisnemo Ok.
Slika 3.50: Vstavljanje »component«
Z miško kliknemo na ikono Place Text , nato pa se s kazalcem postavimo pod paket,
kjer želimo izpisan tekst in kliknemo na levi miškin gumb. V polju Functions izberemo
Value. Nato OK.
Slika 3.51: Končan paket
Paket je končan, moramo ga samo še shraniti in mu določiti ime. To storimo tako, da ga
izberemo z levim miškinim gumbom in pritisnemo tipko X. Odpre se naslednji meni.
J. Mele 53
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.52: Izvažanje paketa
V polju Packages določimo ime, nato OK.
3.6.2. Oblikovanje simbola
Ko imamo oblikovan paket, začnemo z oblikovanjem simbola. Najprej izberemo »shematic
view«, nato pritisnemo tipko F5 (izberemo običajen razmik med točkami mreže).
V zgornji vrstici poiščemo ikono “Pen: Drawing functions” in izberemo Draw Open
Rectangles. V sredino mreže narišemo pravokotnik.
Slika 3.53: Začetek risanja simbola
Dodati moramo še pine, to storimo tako, da v meniju “Pen: Drawing functions”
izberemo Place pins for a New symbol. . Dodamo 8 pinov.
J. Mele 54
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.54: Simbol z dodanimi pini
Določiti moramo še funkcijo posameznih pinov . Dvokliknemo na križec Pin1 in odpre se
nam okno Change Pins.
Slika 3.55: Spreminjanje pinov
V polju Functions izberemo Power pin (power input). Določiti moramo še ime pina, to
storimo tako, da kliknemo na Edit pin name.
V polje Content vpišemo ime pina
To storimo za vseh 8 pinov.
J. Mele 55
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.56: Spreminjanje funkcije pimov
Določiti moramo še spremenljivke za »Component name« in »Value«.
Če želimo dodati oznako, kliknemo na ikono Drawing functions .
Slika 3.57: Meni možnosti risanja
Odpre se nam naslednji meni. Z miško kliknemo na ikono Place Text , nato pa se s
kazalcem postavimo na mesto, kjer želimo izpisan tekst in kliknemo na levi miškin gumb.
Odpre se nam okno.
J. Mele 56
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 3.58: Možnosti teksta
V polju Functions imamo na voljo različne funkcije našega teksta. V našem primeru je
funkcija našega teksta Component name. Izberemo in pritisnemo OK. Vstavimo nad simbol.
Z miško kliknemo na ikono Place Text , nato pa se s kazalcem postavimo pod simbol,
kjer želimo izpisan tekst in kliknemo na levi miškin gumb. V polju Functions izberemo
Component Value. Nato OK.
Slika 3.59: Končana komponenta
Komponenta je končana, moramo jo samo še shraniti.
J. Mele 57
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
3.7. Prenašanje shem v Office Slike lahko v Word in druge Officeove programe prenašamo na različne načine. Če želimo
prenesti shemo, odpremo Schematic View . Nato z miškinim kazalcem izberemo
celotno shemo in v vrstici z orodji poiščemo ikono Copy the selected items to the clipboard
, nanjo kliknemo. Sedaj imamo shemo shranjeno v odložišču. Želimo jo prenesti v Word,
zato ga zaženemo in v menijski vrstici poiščemo Urejanje in nato Posebno lepljenje.
Slika 3.60: Meni urejanje
Odpre se okno.
Slika 3.61: Posebno lepljenje
V okencu Kot: izberemo Slika (izboljšana datoteka) in nato Vredu.
J. Mele 58
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
3.8. Testiranje sheme in PCB ploščice Električni test in test načrtovanja najdemo v meniju Actions in nato Check Project.
Slika 3.62: Meni actions
Odpre se okno.
Slika 3.63: Testiranje projekta
J. Mele 59
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Testiranje projekta (Check project) nam ponuja veliko možnosti. Lahko testiramo samo
shemo ali samo PCB, lahko pa oboje.
Ko izberemo parametre za testiraje, pritisnemo OK in odpre se okno Project checked.
Slika 3.64: Okno Project cheked
V primeru, da imamo na izbranih parametrih napake, nam program napiše koordinate in vrsto
napake.
J. Mele 60
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
3.9. Izvoz Gerber datotek Najprej shranimo datoteko na disk, nato pa v meniju File kliknemo na Input/Output
Formats Production/(X-)Gerber and drill output PCBout…
Slika 3.65: Izvažanje Gerber datotek
Odpre se okno Create TARGET 3001! CAM-Data
Slika 3.66: Okno Create Target3001! CAM-Data
V polju Contents of project: izberemo plasti, ki jih želimo izvoziti v Gerber datoteke, spodaj
pa določimo mesto shranitve datotek na disku.
Kliknemo tipko Start. Datoteke samo še pošljemo do izdelovalca tiskanih vezij.
J. Mele 61
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4. Izdelava tiskanih vezij v šoli
Tako kvalitetnih vezij, kot jih naredijo v profesionalnih podjetjih za izdelavo tiskanih vezij, ne
bomo mogli izdelati, pa če se še tako potrudimo. Profesionalna vezja imajo galvansko
zaščitene vezice, metalizirane luknje, stop lak in montažni tisk, vsega tega na enostaven način
brez potrebnega orodja ne moremo narediti. Lahko pa izdelamo enostavnejša vezja, ki
dovoljujejo enostransko tiskanino (lahko z nekaj mostički), in dovolj široke ter med seboj
dovolj oddaljene vezice [9,10].
Pripomočki:
• prosojnice za laserski tiskalnik,
• obojestransko laminirane enostranske plošče primerne dimenzije,
• UV svetilka,
• 5% raztopina NaOH,
• posoda za razvijanje filma in jedkanje bakra (z grelnikom in termometrom),
• solna kislina (klorovodikova kislina, HCl),
• vodikov peroksid (H2O2).
Slika 4.1: Posoda za jedkanje in razvijanje
J. Mele 62
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4.1. Izdelava filmov
Za izdelavo našega vezja potrebujemo dve plasti (Layers) in sicer Layer 2: Cooper Bottom
in Layer 30 v katerem smo narisali zgornjo plast ploščice. V plasti 2 imamo izrisane
povezave na bakru, v plasti 30 pa napise na zgornji strani. Ta stran ploščice ne sme biti
prevlečena z bakrom, zato vezje izdelamo na enostranskem materialu.
Slika 4.2: Layer 2 (Cooper bottom)
Slika 4.3: Layer 30 (zgornja stran)
J. Mele 63
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
To pomeni, da potrebujemo tudi dva filma, ki ju natisnemo s pomočjo laserskega tiskalnika na
prosojnice. Najprej izdelamo film za Layer 2:
V meniju Edit izberemo Layers, nato v oknu kliknemo na ikono “Close this dialog and
open the layer tool permanently” .
Slika 4.4: Layer 2 in Layer 23
Na desni strani izberemo Layer 2 in Layer 23, ki definira rob ploščice.V meniju File izberemo Print. Odpre se okno Printer preview.
Slika 4.5: Predogled tiskanja
J. Mele 64
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Na desni strani izberemo inverted in center drils only, nato Print.
Slika 4.6: Prosojnica 1 (Layer 2 - bottom)
Slika 4.7: Prosojnica 2 (Layer 30 - top)
J. Mele 65
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4.2. Osvetljevanje filma
Ploščice, ki že imajo predhodno nalepljeni foto občutljivi film, smo naročili pri proizvajalcu
tiskanih vezij. Film se nanaša s pomočjo laminatorja, le-ta s tesno vpetimi valji s temperaturo
okrog 150 stopinj Celzija zlepi skupaj ploščico in film. Ta postopek ni mogoč brez potrebne
opreme, zato ga ne moremo narediti v šoli.
Oba filma s pomočjo roba ploščice poravnamo in ju zlepimo po zgornjem robu. Na levem in
desnem robu izrežemo odprtini, ki ju nato prelepimo z lepilnim trakom.
Slika 4.8: Pripravljena filma
Med oba filma vstavimo zlaminirano ploščico. Oba zavihka, ki ju prekriva lepilni trak, skrbita
za to, da se ploščica in film med seboj ne premikata.
Zlaminirana ploščica, ki smo jo dobili od našega proizvajalca tiskanih vezij, še ni osvetljena.
To pomeni, da jo dobimo zapakirano v foliji, ki ni prepustna za svetlobo. Celoten postopek
osvetljevanja in nameščanja filma moramo delati v temnici ob čim manjši osvetljenost.
Film namestimo, kar se da hitro [11].
J. Mele 66
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 4.9: Filma, prilepljena na ploščico
Sedaj vstavimo vse skupaj v našo pripravo za osvetljevanje.
Slika 4.10: Ploščica, pripravljena za osvetljevanje
Čas osvetljevanja določimo z večkratnim poizkušanjem, v našem primeru 20 sekund.
Ploščico vstavimo v napravo in vključimo za 20 sekund, nato ploščico s filmom obrnemo in
osvetlimo še za 20 sekund. Tako smo osvetlili obe strani. Sedaj previdno odlepimo film in
odstranimo zaščitno folijo, ki je na ploščici ostala že od laminiranja..
J. Mele 67
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4.3. Razvijanje filma
Ploščico vstavimo v našo napravo za razvijanje filmov. Tudi razvijamo v temnici oz. ob čim
šibkejši svetlobi. Kot razvijalec uporabimo 5% raztopino natrijevega hidroksida [2]. Bela
zrnca te snovi kupimo v trgovini s kemikalijami. V posodo nalijemo vodo in NaOH v zrnu, v
razmerju 5%. Nato vključimo črpalko z mehurčki in grelnik, nastavljen na približno 350C.
Počakamo nekaj minut, da se zrnca raztopijo in da raztopina doseže nastavljeno temperaturo.
Nato s pomočjo nastavka vstavimo osvetljeno ploščico v kopel. Opazimo, da se film na
neosvetljenih mestih raztaplja (Priloga CD, Diplomsko delo\filmi\razvijanje filma). Po
približno dveh minutah, oz. ko se odstrani ves film iz neosvetljenih delov ploščice, razvijanje
končamo. Vezje vzamemo iz posode in ga operemo pod tekočo vodo. Dobro ga obrišemo in
posušimo na zraku. Nato ga s pripravo za osvetljevanje osvetlimo po obeh straneh (vsako
okoli 100 sekund) in s tem utrdimo preostali film. Ploščica je pripravljena na jedkanje.
Slika 4.11: Ploščica med razvijanjem
J. Mele 68
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 4.12: Razvita ploščica spodaj (Layer 2 – bottom)
Slika 4.13: Razvita ploščica zgoraj (Layer 30 – top)
J. Mele 69
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4.4. Jedkanje
Opozorilo:
• Jedkamo vedno v dobro prezračenih prostorih ali na prostem, pri tem pa uporabljamo
zaščitna očala, rokavice in plinsko masko za zaščito pred plini in hlapi. V šoli proces
priprave kemikalij in jedkanje izvajamo v digestoriju.
• Razredčeno kislino si lahko pripravimo s previdnim dodajanjem koncentrirane kisline
vodi (nikoli obratno, ker se pri tem sprošča veliko toplote in bi lahko zato prišlo do
brizganja kisline in poškodb). Z vodo se meša v vseh razmerjih.
• Po končanem jedkanju zmes vode, klorovodikove kisline in vodikovega peroksida
hranimo na prostem v odprti posodi!
Posodo, ki smo jo uporabili za razvijanje, uporabimo tudi za jedkanje. Kopel pripravimo iz
1/3 vode, 1/3 solne kisline (HCl) in 1/3 vodikovega peroksida (H2O2). Grelnika ne
potrebujemo zato ga lahko vzamemo iz posode. Pomembno pa je, da imamo mehurčke, ki
zagotavljajo enakomerno jedkanje po celotni površini [9,10]. S pomočjo nastavka vstavimo
osvetljeno ploščico v kopel za jedkanje. Po približno 30 sekundah (odvisno od
koncentracije) začne vidno izginjati baker s ploščice (Priloga CD, Diplomsko
delo\filmi\jedkanje). Takoj ko se jedka ves nezaščiteni baker, ploščico vzamemo iz kopeli in
jo operemo pod tekočo vodo. V primeru, da jo pustimo v kopeli predolgo, lahko vezi na
ploščici odstopijo. Po končanem jedkanju moramo odstraniti še preostali film. To storimo
tako, da na ploščico položimo papirnato brisačo in jo prepojimo z razredčilom . Po nekaj
minutah film odstopi. Ploščico speremo pod tekočo vodo in posušimo. Z razredčilom delamo
previdno, ker želimo film odstraniti samo na eni strani. Napisi na drugi strani (top) morajo
ostati na plošči.
J. Mele 70
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 4.14: Jedkanje
Slika 4.15: Zjedkana ploščica
J. Mele 71
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
4.5. Vrtanje lukenj in obrez
Ko je jedkanje ploščice končano, sledi samo še vrtanje lukenj in obrezovanje odvečne
površine. Vrtamo z vrtalnim strojem, pri obrezovanju pa lahko uporabimo žago za železo,
škarje za železo in brusilne stroje.
Slika 4.16: Končana ploščica (top)
J. Mele 72
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
5. Pregled tehnologij za izdelavo tiskanih vezij Osnovo za vsako elektronsko vezje predstavlja tiskano vezje, ki nosi in povezuje elektronske
komponente. Predstaviti želim vrste tiskanih vezij, osnovne materiale, tehnologijo izdelovanja
ter način oblikovanja in načrtovanja TIV [10,12].
5.1. Osnovni materiali
Za izdelovanje tiskanih vezij obstaja množica osnovnih materialov. To so izolacijski materiali
različnih lastnosti in cenovnih razredov. Vsak zahteva in/ali dovoljuje posebne postopke –
tehnologije izdelave tiskanega vezja .
V glavnem dandanes srečujemo znani material, ki mu v žargonu rečemo vitoplast, nosi pa
strokovno ime FR4. Ta material je izdelan na osnovi epoksidnih smol, prešan pod pritiskom
in v posebnih temperaturnih območjih. Material je zelo žilav, saj je armiran s steklenimi
vlakni. Ta material ima zelo dobre električne lastnosti, zato se v glavnem uporablja za vse
vrste elektronskih vezij, od enostranskih do večplastnih tiskanih vezjih. Prepoznate ga lahko
po prosojnosti in zelenkasti barvi. Material se težje obdeluje in ni primeren za izbijanje.
Seveda pa se v tem krogu nahajajo nekateri profesionalni materiali, tu nastopajo keramika in
teflon, lahko pa tudi epoksidna osnova, stisnjena na aluminijasto pločevino zaradi dobrega
odvajanja toplote. Teflon je dobra osnova za VF vezja, keramika pa se dobro obnese pri
hibridnih vezjih. Tu je zelo mehansko obstojna in tako dobra osnova za izvedbo lasersko
nastavljivih elementov na hibridnih vezjih.
Osnovni materiali imajo tudi v postopku naprešano kovinsko folijo ali osnovni baker. Tukaj
lahko omenim nekaj standardnih debelin:17, 35, 75 in 100 mikronov. Odvisno od tipa se
uporablja 17 mikronske osnove za zahtevna vezja z visoko gostoto in za SMD, 35 mikronske
za manjšo gostoto in SMD, 75 in 100 mikronska za manj zahtevna močnostna vezja [10,11].
5.2. Vrste tiskanih vezij
Pri normalni uporabi in načrtovanju tiskanih vezij se ponavadi odločamo med enostranskimi
in dvostranskimi tiskanimi vezji (z metaliziranimi izvrtinami) [10,11]. Uveljavljajo pa se tudi
večplastna s prihodom SMD (Surface Mounting Devices – površinska montaža elementov).
J. Mele 73
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
V posebnih mehanskih razmerah pa imamo lahko tudi enostranska vezja z metaliziranimi
izvrtinami, vendar jih proizvajalci uvrščajo med dvostranska, kar pravzaprav so, čeprav je
vezje samo na spodnji strani. Taka vezja zahtevajo isti proizvodni postopek kot dvostranska.
Večplastna tiskana vezja so v uporabi pri visoki integraciji, saj imajo SMD elementi zelo
veliko gostoto priključkov na majhni površini. Pri takih vezjih je težko pravilno načrtovati
napajanje in tudi zmanjka prostora za množico digitalnih povezav, zato se primerna
večplastna vezja s posebnimi napajalnimi plastmi.
Posebna tiskana vezja so hibridna, ki pa se izdelujejo na popolnoma drugačen način. Na
keramično osnovo se vezi nanašajo, medtem ko se pri standardnih tiskanih vezjih metalizacija
odstrani, kjer je potrebna izolacija. Sintranje bakra s keramiko ni možno. Teflonska vezja se
obdelujejo na isti način kot ostala.
5.3. Tehnologija izdelave
Opisal bom standardni postopek izdelave tiskanega vezja, ki bo kasneje v pomoč pri razlagi
problemov in težav pri oblikovanju tiskanih vezij. Ker pri enostranskih tiskanih vezjih ni tako
veliko težav kot pri dvostranskih, bom opisal subtraktivni postopek za izdelavo dvostranskega
vezja.
Glavno orodje, ki prihaja s strani naročnika je film in vrtalni program. Filmi se kontrolirajo,
retuširajo in pravilno obračajo glede na foto emulzijo. Za izdelavo dvostranskih tiskanih vezij
se primerni prosojni filmi saj se plošče predhodno vrtajo in je pozicioniranje filma lažje.
Vrtalni programi se prenesejo na vrtalni stroj.
Osnovni material se postavlja na podstavek stroja in je rezan na kose – panele. Paneli so
predhodno rezani na posebnem stroju in na drugem stroju vrtani za sornike za pozicioniranje,
ki je poleg vrtanja potrebno tudi pri obrezu na koncu postopka. Tako pripravljeni paneli se na
računalniško krmiljenemu stroju vrtajo. Glede na osnovni material se pri določanju orodij
(svedrov) upošteva debelina izvrtine in določi pomik ter obodna hitrost svedra. Svedri se
nahajajo v posebnih saržerjih. V tej fazi se vrtajo izvrtine, ki bodo metalizirane, pri končnem
obrezu pa se vrtajo nemetalizirane izvrtine [13].
J. Mele 74
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 5.1: Vrtalni stroj (CNC)
Slika 5.2: Izvrtana ploščica
Plošče z gotovimi izvrtinami gredo nato v poliranje in kemično čiščenje. Naslednja faza je
kemijsko nanašanje grafita v izvrtine in na osnovne ploskve (prva metalizacija)
J. Mele 75
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 5.3: Prva metalizacija
Po končani metalizaciji se plošče laminirajo oziroma prekrijejo s fotoobčutljivim zaščitnim
materialom. Ta bo preprečil dodatni nanos bakra ter nanos mešanice kositra in svinca, SnPb
ali niklja in zlata kot zaščite pri jedkanju.
Slika 5.4: Laminiranje
J. Mele 76
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Prej pripravljeni prosojni delovni filmi se na svetli mizi nameščanje na centre izvrtin, nato pa
v posebni UV osvetljevalki osvetlijo.
Slika 5.5: Nameščanje filma
Slika 5.6: UV osvetljevalka
J. Mele 77
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Za razvijanje osvetljenih plošč je potreben poseben stroj, ki zagotavlja pravilen postopek
razvijanja, kot ga predpisuje proizvajalec laminarja.
Slika 5.7: Razvijanje filma
Po osvetlitvi in razvijanju ostane zaščita tam, kjer je osvetljena površina, zato uporabljajo
pozitivne filme.
Slika 5.8: Lamnirana razvita plošča
J. Mele 78
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Razvite plošče morajo v kontrolo na pregled.
Laminirane razvite plošče se nato metalizira v galvani. Tu se v izvrtine in na vezi nanese
končna količina bakra. Po nanešeni zaščiti za jedkanje je potrebno odstraniti laminar, saj bo
proces jedkanja odstranil baker s površin, ki jih je pred odstranitvijo ščitil laminar.
Slika 5.9: Avtomatsko vodena galvana
Slika 5.10 Ploščica pred jedkanjem
J. Mele 79
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Tako zaščitena plošča gre v jedkanje ali kemijsko odstranjevanje bakra. Normalni postopek je
amonijakalno jedkanje in ne kislinsko, ki smo ga navajeni pri amaterski proizvodnji.
Slika 5.11: Jedkalna linija
Plošči, ki je po jedkanju zaščitena z zaščitno plastjo kositra, moramo kemijsko odstraniti
zaščito iz kositra, tako da ostane gola bakrena plošča.
Slika 5.12: Jedkana ploščica zaščitena s kositrom
J. Mele 80
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 5.13: Gola bakrena ploščica po odstranitvi kositra
Nato jo zaščitimo s stop-lakom.
Slika 5.14: Ploščica po nanosu stop - laka
J. Mele 81
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
S posebnim Hasl strojem pospajkamo spajkalne površine. Prednost tega postopka je, da vezi
in velike površine bakra pod stop-lakom niso prevlečene s SnPb.
Slika 5.15: Hasl
5.4. Sitotisk
Zaščitni lak se nanaša skozi vnaprej pripravljena sita. Sito je prevlečeno s foto občutljivo
emulzijo. S pozitivnim filmom (črno na filmu pomeni področje, kjer lak ostane) osvetlijo tako
sito in po razvijanju ostanejo odprti deli sita tam, kjer mora biti lak.
Tudi tu sta dva načina in sicer zaščita z emulzijo, nato sušenje in osvetljevanje ter razvijanje,
ali pa laminirano sito s foto folijo, kot je opisal Kranjc A. [9].
Drugi način daje čistejše oblike nanešenega laka, zato se uporablja za bolj zahtevna vezja. Pri
drugem načinu ostane na strani tiska na situ na zaščitenih delih folija, zato se stopničke ne
občutijo toliko, vendar pa zahteva večjo pazljivost pri tisku in večkratno čiščenje spodnjega
dela sita.
Praktično je mogoče uporabljati sitotisk postopek pri vezjih, ki ne zahtevajo manjše
natančnosti od 0,3 mm. Pri oblikovanju tiskanega vezja je potrebno že vnaprej predvideti za ta
postopek večjo razdaljo med spajkalno zaščito in spajkalno površino.
Pri sitotisku moramo predvideti tudi rahlo raztezanje sita pri nanašanju laka, saj se s pritiskom
in vlečenjem sita v eni smeri rahlo razteza in deformira. Če bi bila razdalja, oziroma odprtost
J. Mele 82
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
spajkalni površin zelo majhna, bi na nekaterih mestih lak zaradi raztezanja sita lahko pokril
tudi spajkalne površine (to je odvisno od zadostne napetosti sita in seveda tudi dimenzij
plošče). Ta odstopanja določajo standardi.
Slika 5.16: Sitotisk
5.5. Foto postopek
Za zelo zahtevna vezja (razdalja in debeline manjše od 0,3 mm) in SMD je foto postopek
nanosa zaščite nujen. Pri tem lahko praktično dosežemo razdaljo med spajkalno površino in
zaščitnim lakom 0,5 do 0,15 mm, kar pomeni, da lahko zaščitimo tudi vezice, ki prehajajo
med SMD spajkalnimi površinami ali celo zelo zahtevne SMD komponente, kar je
pomembno pri avtomatskem strojnem spajkanju.
Pri tem načinu se najprej na celotno površino nanese plast zaščitnega foto občutljivega laka.
Nanaša se lahko na dva načina, s polivanjem ali s sitotiskom. Prvi je primeren za avtomatsko
proizvodnjo, drugi pa pri ročnem nanašanju.
J. Mele 83
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 5.17: Polivalka za stop-lak
Tako nanešeni lak se posuši v peči, nato se osvetljuje preko negativnega filma (črne površine
filma se kasneje pri razvijanju odstranijo). Po razvijanu se lak še dodatno zapeče pri višji
temperaturi v peči in tako tudi doseže svoje mehanske, temperaturne in električne lastnosti.
5.6. Končna obdelava
V tem delu se faza proizvodnje s postopkom Hasl in pretaljeni SnPb zopet združi. Za končno
obdelavo je na zahtevo potrebno na ploščo nanesti montažni tisk, ki predstavlja pozicije
elementov in njihove oznake ter oznake za identifikacijo tiskanega vezja (kode, imena...)
Montažni tisk se nanaša s sitotiskom. V uporabi so različne barve montažnega tiska, običajno
je bel ali rumen pa tudi črn.
J. Mele 84
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Slika 5.18: Tiskalnik za montažni tisk
Slika 5.19: Ploščica z montažnim tiskom
Po tem gredo plošče na mehansko obdelavo, obrez in vrtanje nemetaliziranih lukenj. Rezka
se na istem CNC stroju. Plošče se v tej fazi očistijo, testirajo, pregledajo zaradi estetskih
napak in embalirajo.
J. Mele 85
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
5.7. Testiranje plošč
Na željo naročnika je potrebno plošče pred embaliranjem tudi elektronsko testirati proti
napakam v proizvodnji. Električne kratke stike in prekinitve vezic je potrebno odkriti,
popraviti ali plošče izločiti. Napake odkrivamo s pomočjo elektrotesterja, ki deluje na osnovi
podatkov za film (Gerber).
Slika 5.20: Elektrotester
J. Mele 86
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
5.8. Posebna obdelava plošč
Posebne obdelave vezij so mehanske in kemične. Mehanske se razlikujejo po tem, ali so
podane zahteve po metaliziranih robovih ali ne. Če ni te zahteve, se plošče lahko obdelajo pri
končnem vrtanju ali rezkanju. Metalizirane odprtine je potrebno izdelati ob vrtanju izvrtin
pred prvo metalizacijo. Med posebne kemične obdelave lahko štejemo zlatenje ali razne
zaščitne prevleke, prevleke spajkalnih ali konektorskih površin.
5.8.1. Zlatenje
Zlatenje se uporablja za zaščito mehansko obremenjenih dinamičnih kontaktov pred
oksidacijo. Taki kontakti so kontaktna mesta za namestitev LCD prikazovalnikov s prevodno
gumijastimi kontakti, robni konektorji, preklopniki, realizirani na tiskanem vezju, razne drsne
kontaktne površine
5.8.2. Zaščitne prevleke
Zaščitne prevleke nanašamo na spajkalne ali zlatene kontaktne površine. Kadar je vezje
izdelano v cenejši izvedbi in nima spajkalnih površin, prevlečenih s SnPb, Sn ali zlatom, se te
zaščitijo s posebno emulzijo za spajkanje proti oksidaciji. Nanaša se s sitotiskom ali pa z
namakanjem. Zaščitne prevleke se uporabljajo tudi zaradi skladiščenja vezij z zlatenimi
kontaktnimi površinami ali pri postopku HASl, pa tudi proti umazaniji pred namestitvijo
kontaktov (LCD ali gumijaste tipkovnice). Za to se uporabljajo posebni lepilni trakovi ali pa
posebni laki, ki se po uporabi odtrgajo z vezja kot silikonska guma.
J. Mele 87
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
6. Konkretna priporočila za oblikovanje in načrtovanje tiskanih
vezij
6.1. Dimenzije otočkov in linij, osnovni raster
Večino današnjih vezjih boste lahko oblikovali v dveh standardnih rastrih 50 in 25 mil.
V 50 mil rastru lahko uporabljate vezi debeline 25 mil. Taka vezja uporabljajte te za analogne
aplikacije, kjer je pomembna majhna upornost povezav. Pri tej debelini vezi ne morete
povleči med dvema otočkoma 100 mil standardnega DIL integriranega vezja. Otočki v tem
rastru lahko merijo 70 do 80 mil in so primerni za oblikovanje enostranskih TIV. Pri teh TIV
je priporočeno, da kontroliramo belino kolobarja (kovinski obroč otočka z izvrtino)
minimalno 18 mil, ta je potreben zaradi mehanske obstojnosti otočka, ki nosi komponento.
V rastru 25 mil oblikujemo zahtevnejša vezja. Vezi so debeline 12 mil, kar pomeni da lahko
izvedemo povezavo tudi med dvema 64 otočkoma 100 mil DIL. Otočki bodo dimenzionirani
tako, da ostane kovinski kolobar otočka min. 12 mil. Priporočeno je, da oblikujete razmerja
dimenzij po tabeli 1.
Tabela 6.1: Razmerja dimenzij [10] Otoček[MIL] Izvrtina[mm] DRC[mm] Uporaba
35 0,5 8 Prehodni kontakti
40 0,6 10 Prehodni kontakti
46 0,7 10 Tranzistorji
50 0,8 10 IC, Upori 1/4 W…
60 0,9 10 Konektorji, IC, Upori 1/4 W(manj
proporočljivo)
64 0,9 10 Konektorji, IC, Upori 1/4 W(bolj
proporočljivo)
70 1,1 10 IC, večji upori, konektorji
80 1,4 10 Konektorji, transformatorji
90 1,6 10 Močnostni konektorji, žične sponke, sponke
100 1,8 10 Specialna uporaba
J. Mele 88
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Podatki v tabeli ne omenijo standarda, vendar pa izhajajo iz dolgoletnih izkušenj dela na tem
področju. Prva dimenzija otočka se uporablja za zahtevnejša vezja z rastrom 8,33. Pri TIV so
debeline vezi 8mil. Ta dimenzijska razmerja dovolijo prehod med dvema 60 mil otočkoma
100 mil DIL. Pri tem so razdalje v mejah 8 mil.
Vendar, kadar ni potrebno, ne velja izzivati usode ter povečati zahtevnost TIV in s tem tudi
ceno. Pri takih vezjih ni moč uporabljati 0,35μm zaradi podjedkanja vezic, ampak 17μm. Pri
rastrih 50 mil lahko predvidite 70, 100μm ali debelejše osnovne materiale, pri 25 mil rastru pa
35 μm.
6.2. Izvrtine
Kar se tiče izvrtin, lahko oblikujemo večino TIV z dimenzijami: 0,6, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,3,
1,5, 2,0 in 3,1 mm. Manjše izvrtine od 0,6 mm načeloma ne predstavljajo problem
proizvajalcu, lahko pa podražijo TIV.
Velja omeniti tudi kompliciranje z metaliziranimi in nemetaliziranimi pritrdilnimi izvrtinami.
Izvrtine se namreč vrtajo kot prva faza obdelave TIV. Vse izvrtine, ki so vrtane v tej fazi bodo
metalizirane.
Za izdelavo nemetaliziranih izvrtin je potrebno pri končni obdelavi (obrezu) dodatno izvrtati
nemetalizirane izvrtine. Priporočljivo se je izogibati oblikovanju pritrdilnim izvrtinam ter jih
izolirali od napajalnih ali drugih povezav.
6.3. Montažni tisk(beli tisk)
TIV je ponavadi opremljeno tudi s posebnim montažnim tiskom za lažje postavljanje
elementov. Pri tekstu veljajo nekatere omejitve, ki izhajajo iz sito postopka. Priporočljivo je,
da za tisk ne dimenzioniramo tanjših linij od 7 mil, saj jih sito zapre (izginejo ali pa so
nekateri deli stopničasti in polni madežev). Tudi velikost teksta je omejena na 40 mil navzdol,
saj je po izkušnjah pri tej velikosti še čitljiv in jasen.
Lak za montažni tisk je navadno topljiv s spajko, vendar ovira spajklivost izvrtin, zato se
izogibajte oblikovanja teksta in linij montažnega tiska čez izvrtine [10].
J. Mele 89
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
6.4. Drsne priključne površine tiskanega vezja
Kadar predvidimo na TIV robni konektor, ki ga je potrebno zlatiti, zahteva nekaj pozornosti
in oblikovanja. Klasična napaka je, da oblikovalci pozabijo konektor ali ostale stične površine
odpreti v stopmaski. Navadno se površine, kreirane kot otočki, avtomatsko odprejo, poligoni
pa ne. Ko oblikujemo stični poligon, ga moramo oblikovati tudi v plasti stopmaske.
Pri galvanskem nanosu zlata na stične površine moramo pri tem ločiti dva postopka zlatenja:
običajni (navadno robni konektorji) in selektivni (stične površine drsnih preklopnikov,
izvedene kar na TIV ali LCD modulih). Prvi način je cenejši, zahteva pa, da pri oblikovanju
robnih konektorjev izvedemo vse kontaktne izven področja TIV in jih vežemo v poligon.
Tako priskrbimo potrebni kontakt vseh stičnih površin za galvansko obdelavo. Za selektivno
zlatenje morate po končanju TIV oblikovati še film, ki bo omogočal zaščito tistih delov TIV,
ki se ne zlatijo (črno področje na filmu, ki se selektivno zlati).
Slika 6.1: Robni konektor s povezovalnim poligonom [10]
6.5. Obrez in pozicijske oznake na TIV
Ko končamo TIV, ga moramo opremiti tudi s posebnimi oznakami za pozicioniranje – paserji
ali tarčami. Tu lahko uporabite tudi sistem označevanja s kvadratki. Vse te oznake pomagajo
poleg naziva TIV, identificirati plasti in vrstni red zlaganja filmov. Po končanem oblikovanju
dodamo tiskanemu vezju v vsaki plasti paserje v obliki kropmark, v datoteke za filme pa ne
izrišemo originalnega okvirja ali pa ga izrišemo z minimalno debelino tako, da ob jedkanju
izgine. Če izdelate mehanski načrt obreza, ne pozabite označiti pozicije načrta glede na TIV,
J. Mele 90
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
ki jo bo proizvajalec našel. Pri obrezu lokov ali krogov moramo podati začetno in končno
koordinato ter središče kroga, včasih tudi loka, če je majhen. Pri izsekih ne smemo pozabiti,
da rezkar ni pravokoten, zato ne more rezkati oglatih izsekov. To rešimo s podaljševanjem
reza v kotu za polovico debeline rezkarja, da se radij umakne v kot. Temu moramo prilagajati
tudi obliko in položaj bližnjih otočkov in vezi. Kadar predvidimo strojno postavljanje
elementov, moramo obvezno proizvajalcu posredovati natančno risbo panela in pozicijo
tehnoloških izvrtin za pozicioniranje. Ko načrtujemo multiplikacijo, se moramo posvetovati s
proizvajalcem, mu poslati kontrolne risbe tiskanega vezja, da določi končno obdelavo. Od
obdelave je tudi odvisna pozicija plošč v multiplikaciji. Ker vemo, da se plošče med seboj
stikajo, moramo predvideti mostiče. To pomeni, da mora biti med ploščami dovolj
tehnološkega roba, da je montaža mehansko stabilna. Cilj multiplikacije je opremljanje plošč
skupaj z elementi na panelu , ki mora biti stabilen, še posebej ob postavitvi SMD.
Posebej je potrebno še opozorilo o izdelavi tiskanega vezja na materialu, ki se ob končni
izdelavi izsekuje. Robovi take plošče so močno poškodovani v strukturi, zato se mu moramo
nujno izogniti in zagotoviti vsaj 1,5 mm razdaljo med robom in vezmi ter spajkalnimi
površinami. Če smo torej upoštevali nasvet o izogibanju roba z vezmi in spajkalnimi
površinami, je potrebno celotno plast stopmaske obrobiti po robu tiskanega vezja tako, da bo
stopmaska prekinjena tam, kjer potuje rezkar. S tem preprečimo krhanje ali odstopanje pri
rezkanju, pa tudi izgled takšnega vezja je bolj profesionalen, Če je takšno tiskano vezje
namenjeno v vodila, se lahko zgodi, da ob prevelikih tolerancah osnovnega materiala težko
drsi po vodilu.
6.6. Število plasti in postopek izdelave ploščic
Preden začnemo z načrtovanjem tiskanega vezja, moramo predvideti, koliko plastno vezje naj
bo. Pri tej odločitvi moramo upoštevati zahtevnost vezja, gostoto elementov in vezi ter ceno
izdelave vezja. Večkrat se odločimo za enostranska vezja, kljub uporabi prevezi, zaradi cene
seveda. Poleg tega pa je potrebno vedeti, kdo nam bo tiskano vezje izdelal in po kakšnem
postopku. To je predvsem pomembno zaradi dimenzioniranja otočkov.
J. Mele 91
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
6.7. Dimenzije vezic in otočkov glede na postopek izdelave
Za tiskana vezja, ki so izdelana s sitotiskom, so najprimernejši otočki minimalno 60 MIL za
elemente in 50 MIL za prehodne luknje. Najprimernejše vezi naj bi bile minimalno 12 MIL,
prav tako razdalja med njimi. Otočki za zaščitni lak naj bodo nekaj MIL-ov večji, da pri
tiskanju ne pride do prekrivanja spajkalnih površin z zaščitnim lakom. To je pomembno pri
robnih konektorjih. Takšnega konektorja na kontaktnem delu ne zaščitimo z lakom, temveč ga
pozlatimo. Če želimo tiskanino zlatiti, jo moramo zgraditi na sledeč način: baker mora biti
načrtovan izven roba izvrtine, vsi kontakti pa povezani med sabo.
Pri vezjih, izdelanih po foto postopku, so spajkalni otočki lahko nekoliko manjši, vezi pa
tanjše. Otočki pri tem postopku naj ne bodo manjši od 45 MIL za elemente in 40 MIL za
prehodne luknje, vezi ne smejo biti tanjše od 8MIL, prav tako ne uporabimo presledkov,
manjših od 8 MIL [10]
6.8. Premer lukenj
Tu imajo pomembno vlogo prehodne luknje. Te se vrtajo od 0,6 mm do 0,8mm. Priporočljivo
je vrtanje lukenj 0,7 mm. Če so luknje manjše, se podraži izdelava tiskanega vezja. Če je
potrebno, se uporabi elipsaste otočke. Kjer se vleče dve vezi med pinoma, se uporabi otočke
60 MIL, vezi 8 MIL in presledke 8 MIL. Pri proizvodnji se tudi pokaže nezaželenost majhnih
otočkov. Še zlasti nastanejo težave pri servisiranju, ko je potrebno elemente nekajkrat
odspajkati in prispajkati nazaj. Dogaja se, da otočki odstopajo od osnove, vezi ob otočkih se
pretrgajo.
6.9. Debelina vezi
Pri tako tankih plasteh moramo posebej paziti, na kakšni osnovi deluje tiskano vezje. To je
pomembno zato, ker se med postopkom izdelave vezi zožijo. Najbolje je, da proizvajalec
pove način izdelave vezja, da mi lahko pripravimo ustrezno dokumentacijo o vezju. Ni
vseeno, kakšna je galvanska obdelava, ali se vezje pretali itd. Kjer je potrebna večja debelina
prevodne osnove in večja površina zaradi velikih tokov, je potrebo izvesti spajkalne otočke
tako, da velika površina bakra preveč ne ohladi spajkalnega mesta.
J. Mele 92
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
6.10. Razporeditev elementov na ploščici
Pri načrtovanju moramo tudi paziti na razpored elementov na ploščici. Osnovno pravilo je
orientiranje elementov v največ dveh smereh. Pri tako načrtovanih vezjih je v proizvodnji
veliko manj napak pri vlaganju elementov, servisiranje pa je lažje in hitrejše.
Postopek postavljanja je sledeč:
• Najprej se na tiskano vezje postavi posamezne podsklope. Ko so sklopi optimizirani, jih
postavimo na vezje tako, da so med njimi vezi čim krajše in čim manj zapletene. Paziti
moramo, da se posklopi postavijo tako, da ne vplivajo med sabo (motnje, gretje,
mehanske ovire,…) Zelo pomembno pri načrtovanju je, da ima tiskanina na ustreznih
mestih pritrdilne luknje. To velja za mesta, kjer je tiskano vezje mehansko obremenjeno
(tipke, stikala, potenciometri, konektorji…).
• Ko načrtujemo napajanja, moramo vedeti, za kolikšen tok moramo dimenzionirati vezi.
Vedno nimamo prostora za široke vezi na tiskanem vezju. Pomagamo si lahko tudi tako,
da vzamemo laminat z večjo debelino bakra (35 ali 70 mikronov). Če tudi to ne zadostuje,
moramo naročiti proizvajalcu tiskanih vezij debelejši galvanski nanos. Pri tem pa je
potrebno paziti, da ne pride po taki galvanski obdelavi do kratkih stikov med vezicami in
otočki.
• Vezi morajo iti po najkrajši poti do elementa. Pri servisiranju nam je v veliko pomoč, da
napajanja označimo na tiskanem vezju. Enako lahko označimo tudi važnejše signale ali
bus-e (vodila). Dobro je, da napajanje ni izvedeno pod elementi, zlasti pri prototipnih
vezjih. Blokirni kondenzatorji naj bodo čim bližje elementu. Vez iz kondenzatorja naj gre
direktno na napajalni pin elementa. Če imamo na vezju več različnih napajanj, jih ločimo
tako, da ne morejo vplivati med sabo. Največkrat je potrebno ločiti mase. Najprimerneje
je, da jih peljemo po najkrajši poti do napajalnika, kjer jih združimo.
• Vpliv motenj se zmanjša tudi tako, da celotno površino tiskanega vezja zapolnimo z maso.
Paziti moramo, da tam, ker je možnost parazitnih tokov, naredimo maso mrežasto. Signale
tudi večkrat oklopimo z maso (oscilatorji, avdio vhodi…).
J. Mele 93
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
• Posebno pozornost je potrebno posvetiti zaščiti pred dotikom visoke napetosti. Na
tiskanem vezju naj bodo taka mesta jasno označena. Vezi, ki povezujejo elemente,
priključene na visoko napetost, naj bodo izdelane tako, da ni možen dotik, ko je naprava
pod napetostjo. To je pomembno zaradi pridobitve ustreznih atestov. Visokonapetostne
vezi naj bodo odmaknjene od roba tiskanine. Na robu naj bodo ozemljitveni vodniki ali
mase, če je možno, vendar ne na samem robu. Če je baker na robu tiskanega vezja, se
zaščitni lak po obrezu kruši. Velikokrat povzroči kratek stik na tiskanem vezju bakreni
rob, zato velikost TIV določimo le z vogali.
6.11. Kontrola karakterističnih impedanc tiskanega vezja
Na žalost tudi pri izdelavi tiskanega vezja ne gre vedno tako, kot bi želeli. Že pri sami izdelavi
ploščic prihaja do napak, ki jih tudi pri končni kontroli ne odkrijemo, povzročajo pa velik
izpad tiskanih vezij v proizvodnji. Veliko napak je takšnih, ki se pokažejo šele takrat, ko so na
ploščici že elektronske komponente in vezje noče in noče pravilno delovati.
Vse to je vzrok za velik izmet vezij iz proizvodnje, zato je vsako pravočasno odkritje napak
dobrodošlo. Če ne moremo napak popolnoma odpraviti, jih lahko vsaj zmanjšamo, zato
uporabljamo posebej v ta namen skonstruirane instrumente.
Seveda je najbolje odpravljati napake takoj na začetku, torej v času oblikovanja in
načrtovanja tiskanih vezij. Vezja morajo v današnjem času zagotoviti izredno hiter prenos
podatkov, zato je predvsem napačna prilagoditev karakterističnih impedanc samih vezic tista,
ki bremeni celotno delovanje vezja.
Ta problematika se predvsem pokaže pri načrtovanju zahtevnejših vezij, dvostranskih ploščic
z veliko elementi in vezicami, zato v našem primeru ta ni tako pomembna. Dobro je opisana v
članku Tadeja Omerzela [13,14].
J. Mele 94
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
7. Zaključek
Target3001! je program, s katerim lahko načrtujemo tako enostavna vezja za amatersko
oziroma šolsko izdelavo kot tudi zapletenejša vezja za izdelavo v profesionalnih delavnicah.
Izvoz najrazličnejših gerber datotek omogoča, da se prilagajamo proizvajalcu. Praktično so
med funkcijami izvažanja zajete vse standarde oblike. Enostavna je tudi izdelava filmov pri
amaterski izdelavi, saj podpira neposredno tiskanje na prosojnice, potrebna je samo pozornost
glede prepuščanja svetlobe skozi barvo tiskalnika. Težavam se v večini primerov izognemo,
če tiskamo z laserskim tiskalnikom. Primeren je tudi za risanje tehniških shem vezij, ki jih
lahko enostavno kopiramo tudi v druge programe.
Demo verzija programa, ki jo najdemo na spletu, je omejena samo s 400 pini, vse ostale
funkcije pa delujejo normalno. To pomeni, da je že demo verzija dovolj za večino amaterskih
načrtovalcev, tudi učencev višjih razredov osnovnih in srednjih šol. Namestitev na osebni
računalnik je preprosta. Velikost programa je od 20 do 30 megabytov. Free-ware verzija ni
časovno omejena, ima prost dostop do serverja s knjižnicami, vsebuje pa tudi že vse
standardne knjižnice. Lahko pa tudi kupimo licenco, ki je cenovno zelo ugodna, za 15
računalnikov stane manj kot 100 EUR.
Ker je program dostopen praktično vsakemu, bi bilo dobro nekje na spletu objaviti načrte že
izdelanih vezij, ki bi služili v pomoč pri načrtovanju. Uporabniki bi v bazo nalagali tudi svoja
vezja. Zbirka bi bila dostopna vsem, tako bi učenci osnovnih ter srednjih šol pri pouku in
doma lahko risali sheme in izdelovali tiskana vezja.
J. Mele 95
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
8. Literatura
[1] PCB Software, PCB CAD, PCB design, Target 3001! Shematic and PCB Layout CAD
Design Software, http://www.ibfriedrich.com (obiskano 18.09.2007)
[2] Koren J., Tiskano vezje iz domače delavnice, Svet elektronike, Ax elektronika,
oktober 1995, str.: 69-71
[3] Kovač B., Orodje za načrtovanje tiskanih vezij, Svet elektronike, Ax elektronika,
februar 2007, str.:45-49
[4] Vartesian, J., Fabricating printed circuit boards, Elsevier Science (USA), Voburn,
2002
[5] Fröhlich H., Izdelava tiskanih vezij, Življenje in tehnika, Tehniška založba Slovenije,
februar 2001, str.:38-41
[6] IBF Wiki, http://ibfriedrich.dyndns.org/wiki/ibfwikien/index.php?title=Main_Page
(obiskano 18.9.07)
[7] Kocijančič S., Elektronika 1, Študijsko gradivo, Ljubljana 2006
[8] Kocijančič S., Elektronika 2, Študijsko gradivo, Ljubljana 2005
[9] Kranjc A., Tehnologije izdelave tiskanih vezij, Svet elektronike, Ax elektronika,
november 1994, str.:66-69
[10] Kranjc A., Tehnologije izdelave tiskanih vezij, Svet elektronike, Ax elektronika,
februar 1995, str.: 63-64
[11] Kranjc A., Tehnologije izdelave tiskanih vezij, Svet elektronike, Ax elektronika,
oktober 1994, str.:66-68
[12] Gindiciosi, F., Načrtovanje tiskanih vezij, Svet elektronike, Ax elektronika, junij
1996, str.: 43-45
[13] Montrose, I. M., Printerd circuit boards and Design Thechniqes for EMC Compilance,
IEEE press, New York, 1996
[14] Omerzel T., Kontrola karakterističnih impedanc vezic tiskanega vezja, Svet
elektronike, Ax elektronika, maj 1995, str.:18-21
J. Mele 96
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
9. Priloge
Priloga 1: Podatki o DIP8
J. Mele 97
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Priloga 2: Podatki o LT1170/LT1171/LT1172
J. Mele 98
ELEKTRONSKO NAČRTOVANJE IN IZDELAVA TISKANIH VEZIJ Diplomsko delo, Pedagoška fakulteta, fizika tehnika, Ljubljana, 2007.
__________________________________________________________________________________________
Priloga 3: Diagram LT1170/LT1171/LT1172
J. Mele 99