Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ _ИУК «Информатика и управление»__________________

КАФЕДРА ИУК1 «Проектирование и технология производства электронных приборов»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

«Создание конструктива печатной платы и размещение электронных компонентов на печатной плате»

ДИСЦИПЛИНА: «Технология производства электронных средств»

Выполнил: студент гр. ИУК1-51Б		_________________ (Прудников А.Ф.) (Подпись) (Ф.И.О.)
Проверил:		_________________ (Лыков Д.А.) (Подпись) (Ф.И.О.)
Дата сдачи (защиты): Результаты сдачи (защиты):
	- Балльная оценка: - Оценка:

Калуга, 2021

Содержание

Цель и задачи работы 3

Краткие теоретические сведения 3

Порядок выполнения лабораторной работы… 4

Контрольные вопросы… 5

Список литературы 7

Цель и задачи работы

Цель работы: формирование практических навыков по технологической подготовке производства электронных модулей и применения современных средств подготовки конструкторско-технологической документации.

Задачи: создание конструктива печатной платы и размещение электронных компонентов на ПП.

.

Краткие теоретические сведения

Топология ПП представляет собой модель ПП, включающую: контур платы, посадочные места под корпуса ЭК, электрические связи,

впоследствии заменяемые проводниками и другую различную графическую и текстовую информацию, необходимую для разработки и изготовления платы. Существует возможность автоматического размещения ЭК, но оно непригодно для оптимального проектирования ПП. Автоматическое размещение на практике может использоваться для анализа возможности трассировки на плате определенного размера. Для изготовления ПП

(особенно при серийном производстве) размещение ЭК производят вручную. Компоненты с общими связями располагают рядом, с учетом количества общих связей. При размещении нужно располагать ЭК так, чтобы оставалось место для проводников, но не было впоследствии пустого места на ПП (т.е. необходимо экономить место на плате для возможности уменьшения ее размеров). В первую очередь размещают разъемы. Как правило, их располагают вдоль края платы, т.к. это обеспечит удобство в процессе тестирования и отладки, и во время эксплуатации изделия. Затем размещают крупные элементы (МС, трансформаторы, и др.), а потом мелкие

(конденсаторы, резисторы и др.). Размещение ЭК определяет результаты трассировки, поэтому рекомендуется тщательно изучить связи и в

соответствии с этим наиболее оптимально разместить ЭК. При размещении ЭК на плате необходимо соблюдать следующие требования:

• минимизировать длину электрических связей, чтобы будущие печатные проводники были наиболее короткими (для лучшего прохождения сигнала);

• минимизировать количество пересечения электрических связей,

чтобы минимизировать при трассировке количество переходных отверстий (для экономии места на плате, уменьшения количества технологических операций и экономии материалов);

• однотипные корпуса ориентировать одинаково (относительно расположения первого вывода) для минимизации времени монтажа,

обеспечения удобства в ходе процессов тестирования, отладки и эксплуатации изделия, а также для улучшения его внешнего вида;

• двухрядные корпуса ориентировать параллельно, чтобы обеспечить удобство в ходе трассировки.

Важность соблюдения того или иного требования при возникновении противоречий определяет разработчик.

Порядок выполнения лабораторной работы

Задание. Создать конструктив печатной платы и вручную (интерактивно) разместите компоненты на одной (верхней) поверхности платы для схемы электрической принципиальной из предыдущей работы.(1 вариант)

Порядок создания конструктива платы и размещения компонентов:

1. Создание печатной платы с помощью мастера или Создание платы с помощью загруженной STEP модели.

2. Настройка редактора плат.

3. Синхронизация схемы с платой.

4. Размещение компонентов.

5. Сохранение проекта.

Рис. 1.

Рисунок 1 является результатом лабораторной работы.

Вывод: сформировали практические навыки создания конструктива печатной платы и размещения электронных компонентов на ПП в САПР Altium Designer.

Контрольные вопросы

1. Раскройте значение термина «топология печатной платы».

Топология ПП представляет собой модель ПП, включающую: контур платы, посадочные места под корпуса ЭК, электрические связи,

впоследствии заменяемые проводниками и другую различную

графическую и текстовую информацию, необходимую для разработки и изготовления платы.

2. Приведите основные принципы размещения электронных компонентов на печатной плате.

Компоненты с общими связями располагают рядом, с учетом количества общих связей.

При размещении нужно располагать ЭК так, чтобы оставалось место для проводников, но не было впоследствии пустого места на ПП (т.е. необходимо экономить место на плате для возможности уменьшения ее размеров).

В первую очередь размещают разъемы. Как правило, их располагают вдоль края платы, т.к. это обеспечит удобство в процессе тестирования и отладки, и во время эксплуатации изделия.

Затем размещают крупные элементы (МС, трансформаторы, и др.), а потом мелкие (конденсаторы, резисторы и др.).

Размещение ЭК определяет результаты трассировки, поэтому рекомендуется тщательно изучить связи и в соответствии с этим наиболее оптимально разместить ЭК.

3. Перечислите требования, которые необходимо соблюдать при размещении электронных компонентов на печатной плате. При размещении ЭК на плате необходимо соблюдать следующие требования:

   • минимизировать длину электрических связей, чтобы будущие печатные проводники были наиболее короткими (для лучшего прохождения сигнала);

   • минимизировать количество пересечения электрических связей, чтобы минимизировать при трассировке количество переходных отверстий (для экономии места на плате, уменьшения количества технологических операций и экономии материалов);

   • однотипные корпуса ориентировать одинаково (относительно расположения первого вывода) для минимизации времени

монтажа, обеспечения удобства в ходе процессов тестирования, отладки и эксплуатации изделия, а также для улучшения его внешнего вида;

• двухрядные корпуса ориентировать параллельно, чтобы обеспечить удобство в ходе трассировки.

Важность соблюдения того или иного требования при возникновении противоречий определяет разработчик.

4. Опишите особенности создания конструктива печатной платы в САПР Altium Designer.

5. Составьте обобщенный алгоритм создания конструктива печатной платы и размещения компонентов на печатной плате в САПР Altium Designer.

1. Создание печатной платы с помощью мастера или Создание платы с помощью загруженной STEP модели

2. Настройка редактора плат

3. Синхронизация схемы с платой

4. Размещение компонентов.

5. Сохранение проекта

Список литературы

1. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры [Текст] : учебник для вузов / К.И. Билибин, Л.В. Власов, Л.В. Журавлёв; под ред. В.А. Шахнова.- М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.- 528 с.

8. Брусницына, Л. А. Технология изготовления печатных плат : учебное пособие / Л. А. Брусницына, Е. И. Степановских ; под редакцией В. Ф. Марков. — Екатеринбург : Уральский федеральный университет, ЭБС АСВ, 2015. — 200 c. — ISBN 978-5-7996-1380-8. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: http://www.iprbookshop.ru/66137.html

   3. Медведев, А.М. Печатные платы [Текст] / А.М. Медведев .- М. : Техносфера, 2005.- 304 с.

   4. https://www.altium.com/ - официальный сайт компании Altium.

   5. https://www.altium-ru.com/ - официальный сайт компании Altium в России и СНГ.