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 №6

«Трассировка электрических соединений печатной платы»

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

Цель и задачи работы

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

Задачи: трассировка электрических соединений печатной платы.

Краткие теоретические сведения

Трассировка электрических связей подразумевает создание наглядного изображения будущих печатных проводников. При проведении связей нельзя пересекать проводники в одном слое и «чужие» (не подключенные к данной цепи) переходные отверстия (ПО) и КП. Основная задача трассировки: провести наиболее короткие проводники с минимальным количеством ПО. Для разводки проводников используют программу автотрассировки. При трассировке необходимо соблюдать ориентацию проводников в различных слоях: в одном слое ориентировать проводники вертикально, в другом – горизонтально.

Рассмотрим на примере эффект соблюдения ориентации. В примерах используется следующая ориентация: проводники в верхнем слое платы направлены горизонтально, в нижнем – вертикально. В примерах сплошной линией обозначены проводники в нижнем слое, пунктирной – в верхнем, не закрашенные кружки – отверстия под ножки штыревого ЭК, закрашенные кружки – ПО. При трассировке проводников для соединения шести штыревых МС в три этапа (1 этап – попарное соединение D2 и D5, 2 этап – D3 и D4, 3 этап – D1 и D6) возможный результат представлен на рис. 1. В данном случае трассировка осуществлялась без соблюдения ориентации. В результате образовалось шесть ПО.

Рис. 1 ‒ Пример трассировки без соблюдения ориентации проводников

При соблюдении ориентации проводников вариант трассировки может выглядеть так, как показано на рис. 2. В результате соблюдения ориентации количество ПО уменьшилось на 4. Это позволяет более свободно прокладывать другие проводники, уменьшать количество операций при изготовлении платы и экономить материалы на металлизацию отверстий.

Рис. 2 ‒ Пример трассировки с ориентацией проводников

Ориентация проводников выбирается исходя из расположения двухрядных SMD корпусов (для поверхностного монтажа). Если преимущественно ряды КП расположены вертикально (при условии, что они расположены на верхней стороне платы), то проводники в нижнем слое нужно располагать тоже вертикально (чтобы с КП можно было свободно вывести проводники в верхнем слое). Если ряды КП преимущественно расположены горизонтально, то и проводники в нижнем слое располагать горизонтально.

Порядок выполнения лабораторной работы

Задание. Произвести трассировку печатной платы с размещенными на ней компонентами из предыдущей работы.(1 вариант).

Порядок трассировки электрических соединений печатной паты:

1. Выделение цепей питания.

2. Задание правил проектирования. 3. Автотрассировка.

4. Сохранение проекта.

Рис. 3.Результат лабораторной работы

Вывод: сформировали практические навыки трассировки электрических соединений ПП в САПР Altium Designer

Контрольные вопросы

1. Раскройте значение термина «трассировка электрических соединений печатной платы».

Трассировка электрических связей подразумевает создание наглядного изображения будущих печатных проводников. При проведении связей нельзя пересекать проводники в одном слое и «чужие» (не подключенные к данной цепи) переходные отверстия (ПО) и КП. Основная задача трассировки: провести наиболее короткие проводники с минимальным количеством ПО. Для разводки проводников используют программу автотрассировки. При трассировке необходимо соблюдать ориентацию проводников в различных слоях: в одном слое ориентировать проводники вертикально, в другом – горизонтально

2. Объясните необходимость соблюдения при трассировке ориентации проводников в различных слоях и приведите примеры.

В результате соблюдения ориентации при трассировке количество ПО уменьшается(по сравнению с трассировкой без соблюдения ориентации). Это позволяет более свободно прокладывать другие проводники, уменьшать количество операций при изготовлении платы и экономить материалы на металлизацию отверстий.

3. Перечислите правила проектирования, которые необходимо задать перед началом трассировки в САПР Altium Designer.

Clearance (зазор);

Allow short circuit (Разрешить короткое замыкание или нет);

Un-Routed Net(неразведенные цепи, в нашем случае по умолчанию);

Width (значение ширины проводника для: всей цепи, цепей питания, цепей земли и т.д.);

Routing Topology (топология, в нашем случае Shortest); Routing Layers (слои трассировки);

Routing Corners (трассировка углов);

Routing Via Style (тип трассировки перехода).

4. Опишите последовательность запуска программы автотрассировки.

Выполните команду Auto Route→All, после чего появится окно Situs Routing Strategies. Данное окно служит для настройки стратегии трассировщика Situs. После выбора стратегии трассировки запустите программу Situs, нажатием кнопки Route All, после чего появится окно Messages, в котором будут отображены все процессы во время автотрассирвки

5. Составьте обобщенный алгоритм трассировки электрических соединений печатной платы в САПР Altium Designer.

1. Выделение в схеме электрической принципиальной цепей питания, земли и т.д. и их переименование (для наглядности).

2. Задание необходимых правил проектирования трассировки (согласно тех. заданию).

3. Выполнение команды автотрассировки по настроенным стратегиям трассировщика.

4. Редактирование по завершении автотрассировки возможные проблемные места.

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.

2. 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.