Инновационные методы проектирования печатных плат на базе САПР P-CAD 200x 38348

Данная книга представляет собой систематическое описание информационных и программных продуктов и основных приёмов работы при выполнении работ по проектированию электронных узлов на базе печатных плат с использованием систем автоматизированного проектирования P-CAD 2000-2006. При этом автор представляет инновационные доработки, которые не только существенно развивают функционал этой САПР (с помощью разработанной под его руководством подситемы ГРИФ-4), но являются предпосылкой для преобразования P-CAD в импорто замещающую отечественную САПР.

Книга написана опытным специалистом в области проектирования электронной аппаратуры на базе печатных плат, заслуженным конструктором РФ, дважды лауреатом премии имени академика Расплетина, начальником конструкторского отдела ПАО НПО «Алмаз», первым признаным евроинженером PФ на конкурсе FEANI в 2010 году.

Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов, студентов и аспирантов технических ВУЗов, занимающихся проектированием электронных устройств на базе печатных плат.

Оглавление
Введение       8
Благодарность          21
Глава 1. Введение в САПР печатных плат           22
Машинно-ориентированное проектирование      22
Иерархия объектов проектирования в электронной САПР        22
Свойства объектов типа 1:  23
Свойства объектов типа 2:  24
Свойства объектов типа 3:  25
Свойства объектов типа 4:  26
Свойства объектов типа 5:  27
Изготовление печатной платы       28
Стеки КП       31
Графические объекты         31
Процесс изготовления ПП  33
Функция редактора PCB в процессе проектирования    37
Проектные файлы, создаваемые в редакторе РСВ          39
Правильный проект — залог успеха         41
Как делают печатные платы           43
Типовые параметры элементов печатной платы 45
Особенности и преимущества топологической трассировки any-angle           46
Расчёт номинальных монтажных отверстий        50
Глава 2. Введение в процесс проектирования ячейки на базе печатной платы          51
Интегрированные и неинтегрированные библиотеки компонентов    51
Формирование принципиальной схемы ячейки РЭА и сопутствующих документов 54
Формирование функциональной схемы ячейки РЭА     58
Формирование таблицы цепей      59
Формирование листа расположения элементов на печатной плате     60
Формирование перечня элементов к схеме и сопутствующих файлов 61
Формирование Технического задания (ТЗК) на конструирование печатной платы  63
Формирование перечня компонентов для печатной платы в специальном
формате         68
Передача/прием задания на конструирование     73
Таблица слоёв и толщины плат      75
Формирование «кучи» компонентов и бланка печатной платы           88
Размещение (расстановка) компонентов на поле платы            93
Размещение традиционных ЭРИ и поверхностно-монтируемых
компонентов (ПМК).           99
Особенности размещения поверхностно-монтируемых компонентов (ПМК)
на ПП.            100
Шаблон печатной платы и установка конденсаторов    115
Авто размещение компонентов     119
INITPLACE (задать начальное размещение компонентам)       120
Примеры команд авто размещения для ячеек:     123
Ручное размещение компонентов на объединительной печатной плате (ОПП)        124
Трассировка платы  129
Контроль технологических норм   132
Электротестирование печатных плат       134
Глава 3. Структура проектов и редактор РСВ      136
Общие соображения по трассировке плат            136
Печатная плата — компонент схемы        137
Макетирование         137
Источники шума и помех    137
Категории печатных плат   138
Количество слоев печатной платы и другие свойства    139
Порядок следования слоев  141
Заземление    142
Пример хорошего размещения компонентов       144
Частотные характеристики пассивных компонентов     146
Печатная плата         149
Паразитные эффекты печатной платы      151
Развязка сигналов    155
Развязка входных и выходных сигналов    157
Корпуса операционных усилителей          158
Объемный и поверхностный монтаж        160
Неиспользуемые секции ОУ          161
Основные моменты при разводке аналоговых схем        161
Разводка питания и развязка по питанию для печатных плат   163
Применение конденсаторов в качестве элементов развязки питания  164
Применение составных конденсаторов    168
Создание фотошаблона для производства            169
25 практических советов разработчику    170
Глава 4. Введение в промышленные стандарты  173
Введение в организацию стандартов        174
Институт печатных плат IPC          175
Институт печатных плат IPC (ассоциация предприятий электронной промышленности)    175
Союз электронной индустрии (EIA)         175
Объединённый промышленный совет по электронным устройствам (JEDEC)          175
International Engineering Consortium (IEC) — интернациональный технический консорциум   176
Military Standards (военные стандарты)    176
American National Standards Institute (ANSI)          177
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)       177
Классы и типы печатных плат       177
Класс исполнения    178
Уровни технологичности    178
Типы плат и подклассы сборки     179
Уровни плотности размещения     180
Введение в стандарты норм изготовления           180
Регистрация допусков         180
Отвод трассы от КП и контроль контактного ободка КП          181
Размеры ПП и допуски        182
Нормы зон обработки и эффективное использование панели  183
Стандарты толщин РСВ      183
Толщины препрега   184
Толщина меди для металлизированных КП и ПО.          185
Медное плакирование/толщина фольги   186
Медные трассы и допуски на травление   186
Стандартные размеры отверстий   187
Допуски для маски пайки   189
Литература    189
Рекомендуемая литература 190
Другие интересные источники      190
Стандарты Российской Федерации           190
Глава 5. Введение в «проектирование для производства»         193
Сборка РСВ и процессы пайки      193
Процессы ручной сборки    194
Процессы автоматической сборки (Pick and Place)         194
Процессы пайки       195
Ручная пайка 196
Пайка волной            196
Пайка в печи 199
Размещение компонентов и ориентация  201
Дискретные компоненты SMD (монтаж на поверхность)         205
Посадочные места и стеки КП       207
Посадочные места для SMD           207
Посадочные места для компонента со сквозными выводами (THD)    214
Символы засветки для термальных рельефов      219
Механические символы      221
Глухие, замурованные переходные отверстия и Microvias        223
Ширины трасс и зазоров     224
Размеры маски пайки и пасты для пайки 229
Гибкие печатные платы      230
Проблемы изготовления плат        230
Ссылки на литературу         234
Глава 6. Проектирование печатных плат с учетом целостности
сигналов        235
Шумы и искажения  235
Фоновый шум           235
Внутренний шум      236
Электромагнитная интерференция и взаимное влияние каналов        237
Индуктивность контура      239
Электрические поля и емкостная связь    241
Земляные слои и «дрожь» земли (колебания уровня напряжения GND)         242
Земляной (возвратный) слой          245
«Земляной рикошет и шинная осадка»     245
Разделение слоев питания и земли           248
Электрические характеристики печатных плат. Импеданс — Характеристическое сопротивление          249
Электрические характеристики печатных плат  249
Электрические характеристики печатных плат  251
Отражения    253
«Звон» или затухающий колебательный процесс           256
Электрически длинные трассы      258
Критическая длина  262
Нагрузки в линиях передачи          263
Размещение компонентов и электрические проблемы  264
Стек слоёв РСВ        266
Шунтирующие конденсаторы и фанауты             271
Ширина трассы для управляемого импеданса     272
Зазоры между трассами для минимизации перекрёстных помех (правило 3w)         279
Трассы с острыми углами и углами 90 градусов 281
Pspice для моделирования линий передачи         283
Ссылки на литературу         287
Глава 7. Создание посадочных мест, обзор программ-утилит  289
Характеристики КП, ПО и текстов для печатных плат  289
Формовка выводов и создание библиотеки компонентов         294
Модули (калькуляторы) формирования характеристик компонентов 299
Формирование неграфической атрибутики         315
Формирование линий-выносок на сборочном чертеже платы  317
Генерация 3D моделей компонентов        322
Примеры создания описаний компонентов         325
Дополнительные комментарии к работе CompBox         336
Генерация 3D-модели печатной платы в целом. 342
Краткое описание программ-утилит различного назначения   349
Полезная литература по теме         380
Список дополнительных литературных источников      381
Глава 8. Выпуск конструкторской документации на печатную плату 382
Состав и содержание комплектов КД на плату и ячейку           382
Состав КД Для ячейки на основе ДПП:    383
Состав КД Для ячейки на базе МПП         387
Формирование текстовой конструкторской документации      388
Перечень элементов ячейки (ПЭ3)            388
Формирование Спецификации      390
Формирование смешанной чертёжной и конструкторской документации.    397
Формирование листа сверления отверстий         399
Формирование документа «Печатная плата»      400
Формирование сборочного чертежа ячейки и стека МПП        404
Ускоренный выпуск комплекта КД на ячейку     410
Состав документов на ДПП с крышками (внешняя экранировка платы):       421
Состав документов на МПП           423
Порядок формирования папки с проектными данными 425
Заключение   455
Организация сопровождения проекта в производстве   427
Организация электронного документооборота на этапах разработки ячеек
(модулей) РЭА          429
Общие технические требования к документообороту    435
Размещение данных для работы в САПР ГРИФ-4           436
Приложение 1           438
Инструкция по формированию alt-формата платы         438
Приложение 2           441
Инструкция по трассировке печатных плат в системе Pcad200х-Spectra        441
Идеология работы и особые свойства системы TopoR   447
Приложение 3           453
Устранение неисправностей при работе с системой SPECTRA           453
Некоторые аспекты организации работы сектора САПР           426