Исходные данные и техническое задание.

Необходимо выполнить учебный проект микроэлектронного устройства под именем LAB_3_PCB. Центральная библиотека элементов UCH_LIBRARY_3 находится на машине преподавателя, ее нужно скопировать на Вашу рабочую машину. Работа состоит из следующих этапов:

• создание рабочего проекта устройства:

• ввод в редакторе DxDesigner схемы электрической принципиальной, приведенной в приложении 3.1;

• задание в редакторе CES требований по ширинам и зазорам для межсоединений;

• упаковка схемы;

• передача данных на печатную плату, размещение элементов и 100%-ная трассировка межсоединений в редакторе Expedition PCB;

• создание и заливка экранных областей на внутренних и внешних слоях платы с заданием зон со специфическими требованиями (по зазорам, по запрету заливки), использование при проектировании виртуальной (динамической) заливки экранов;

• проверка соответствия топологии печатной платы заложенным технологическим нормам (ширины проводников, зазоры между токоведущими фрагментами, выполнение запретов и пр.);

• подготовка слоев шелкографии;

• генерация данных для изготовления печатной платы (фотошаблоны, сверление);

• получение конструкторской документации на печатную плату в виде PDF-файла (для программы Adobe Acrobat) и информации для выпуска сборочного (монтажного) чертежа устройства в виде DXF-файла (для программы AutoCAD).

Требования к печатной плате:

• единицы измерения – метрические;

• габариты платы (Border Outline) – 50 x 60 мм;

• отступы от краев платы до области трассировки (Route Outline) – 0,5 мм;

• плата должна быть 8-слойной, при этом слои 4 и 5 – экранные, соответственно связанные с цепями земли (GND) и питания (3.3V, 5V), остальные слои – трассировочные;

• плата должна иметь крепежные отверстия, расположенные по четырем углам.

Требования к межсоединениям (задаются в CES):

• ширина проводников сигнальных цепей и минимальные зазоры между элементами топологии:

• в зоне элементов с корпусами BGA – 0,125 мм (Min, Tip, Exp);

• в остальных местах – 0,25 мм (Min, Tip, Exp);

Требования к размещению элементов:

• элементы располагаются на верхней стороне печатной платы в соответствии с размещением символов на электрической схеме;

• минимальный зазор между элементами – 1 мм.

Требования к экранным областям:

• экранные области располагаются на слоях: 1 (цепь GND), 4 (цепь GND), 5 (цепи 3.3V и 5V), 8 (цепь GND);

• на слоях 1, 4, 8 для экранных контуров использовать границу трассировки (Route Border);

• контактные площадки, принадлежащие экранной цепи, подсоединяются термальным способом 4-мя подводами шириной 0,25 мм с зазором 0,25 мм;

• переходные отверстия, принадлежащие экранной цепи, “утапливаются” в экране.

Создание рабочего проекта.

1. Скопируйте с компьютера преподавателя центральную библиотеку проекта UCH_LIBRARY_3.

П ри использовании штатных средств Windows XP (“Проводник” и “Сетевое окружение”) правильнее сначала создать на своем компьютере каталог под именем UCH_LIBRARY_3, а затем скопировать в него содержимое аналогичного каталога с компьютера преподавателя. Это гарантирует полное копирование, а не сетевую привязку к библиотеке на компьютере преподавателя.

2. Схема электрическая принципиальная приведена в приложении 3.1. Ознакомьтесь с нею.

3. Создайте в схемотехническом редакторе DxDesigner новый проект под именем LAB_3_PCB и центральной библиотекой UCH_LIBRARY_3. В качестве прототипа печатной платы используйте 8-ми-слойную плату. Выберите маршрут проектирования – Expedition PCB.

4. Введите схему электрическую принципиальную.

5. Откройте редактор электрических ограничений CES, настройте единицы на метрическую систему (мм) и точность – 3 знака после запятой, установите для всех цепей ширины и зазоры – 0,25 мм.

6. Выполните упаковку схемы и переход в редактор Expedition PCB.

7. В топологическом редакторе Expedition PCB проведите прямую аннотацию. Убедитесь в отсутствии ошибок (Errors) и проанализируйте возможные предупреждения (Warnings).

И спользуйте команду Setup >> Project Integration >> Forward Annotate или соответствующую иконку , а также просмотровщик отчетов File Viewer, вызываемый командой-иконкой .

8. Настройте основные параметры проекта печатной платы:

Используйте команды Setup >> Setup parameters... и Setup >> Editor Control....

• единицы измерения – мм (должны установиться автоматически из CES);

• переходное отверстие (по умолчанию – Default) – 11R5VIA;

• определите слои 4 и 5 как экранные (Plane);

• назначьте слою 4 – цепь GND, слою 5 – цепи 3.3V и 5V;

• назначьте разрешение на трассировку во всех слоях, кроме слоев 4 и 5;

• установите шаг сетки для размещения элементов (Primary и Secondary part grid), для переходных отверстий (Via grid), для режима рисования (Drawing grid): 0,25 мм;

9. Скопируйте в проект печатной платы переходное отверстие 6R3VIA.

Воспользуйтесь командой основного меню Setup >> Library Service >> Закладка Padstacks.

10. В режиме рисования (Draw Mode) с помощью изменения свойств (Properties) выставьте габариты платы 50 x 60 мм с точкой привязки (Origin) - 0/0 и область трассировки (Route Border) – 49 x 59 (мм) со смещением 0.5/0.5 мм.

11. Разместите в углах платы крепежные отверстия 75R30MH с отступом от краев 5мм.

Воспользуйтесь командой основного меню Edit >> Place >> Mounting Hole.

12. Перейдите в режим размещения (Place Mode) и расположите элементы на плате аналогично их местоположению на электрической схеме с учетом “резиновых” связей (Netlines).

И спользуйте команду Place >> Place Parts and Cells... или соответствующую иконку .

13. Откройте редактор электрических ограничений CES:

Используйте команду Setup >> Constraints... .

• в диалоговом окне Workbench – CES в разделе схем (Schemes) создайте копию схемы Master под именем BGA;

• выставьте в схеме BGA ширины проводников и зазоры – 0.125 мм, переходное отверстие – 6R3VIA;

• закройте редактор электрических ограничений CES.

14. В проекте печатной платы вокруг элементов в BGA–корпусах (RN1, RN2) нарисуйте общий прямоугольный контур Rule Area с отступом от элементов 1,5…2 мм. Назначьте контурам Rule Area: слои (Layer) – All; имя схемы (Name) – BGA.

В оспользуйтесь командой основного меню Edit >> Place >> Rule Area.

15. Перейдите в режим автотрассировки и добейтесь 100% разводки межсоединений:

В оспользуйтесь командой основного меню Route >> Auto Route... или соответствующей иконкой .

• задайте выбрасывание переходных отверстий от всех планарных площадок (Fanout) с последующей паузой (Pause);

Для контроля используйте команду основного меню Analysis >> Review Hazards >> Online >> Строка Open Fanout.

• оцените общую картину “резиновых” связей (Netlines) и задайте по своему усмотрению направления разводки в слоях (Horizontal / Vertical);

Воспользуйтесь командой основного меню Setup >> Editor Control >> Закладка General >> Поле Layers (Bias).

Помните, что слои 4 и 5 – экранные и не должны участвовать в трассировке сигнальных межсоединений, т.е. “галочку“ напротив них необходимо снять.

• задайте остальные проходы автотрассировки и осуществите ее запуск, получите разводку - 100%, отредактируйте трассы, при необходимости, в интерактивном режиме.

16. Покажите результаты преподавателю.