Кафедра прикладної радіоелектроніки

[RE-25] Проектування друкованих плат

Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Рівень вищої освітиПерший (бакалаврський)
Галузь знань17 - Електроніка та телекомунікації
Спеціальність172 - Телекомунікації та радіотехніка
Освітня програма
Статус дисципліниНормативна
Форма здобуття вищої освітиОчна
Рік підготовки, семестр4 курс, осінній семестр
Обсяг дисципліни4 кред. (Лекц. 18 год, Практ. год, Лаб. 36 год, СРС. год )
Семестровий контроль/контрольні заходиЗалік
Розклад занятьhttps://rozklad.kpi.ua
Мова викладанняУкраїнська / Англійська
Інформація про керівника курсу / викладачів Лекц.: Антипенко Р. В.,
Лаб.: Антипенко Р. В.,
Розміщення курсуhttps://classroom.google.com/c/NjE5NDkwODU3MDAw?cjc=tjdrkje

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Дисципліна «Проектування друкованих плат» присвячена вивченню процесу проектування друкованих плат (ДП) на основі програмного продукту Altium Designer. Вона складена відповідно до освітньо-професійної програми першого (бакалаврського) рівня вищої освіти «Інтелектуальні технології мікросистемної радіоелектронної техніки» за спеціальністю 172 Телекомунікація та радіотехніка і є вибірковою.

Включає знайомство з різновидами та технологіями виготовлення ДП, послідовністю її проектування на прикладі одно- або двосторонної ДП. Починається від аналізу отриманої схеми електричної принципової і завершується створенням конструкторської документації.

Предмет навчальної дисципліни: послідовність створення друкованих плат від схеми електричної принципової до розроблення конструкторської документації.

Мета навчальної дисципліни: навчити

  • аналізувати отримані технічні завдання на розробку друкованих плат (ДП) та електронних модулів (ЕМ) з конструкторської та технологічної точок зору;
  • проектувати ЕМ та корпус приладу для нього за готовими схемами з обґрунтуванням прийнятих рішень;
  • використовувати сучасні середовища проектування (Altium Designer (AD)/P-CAD та SolidWorks (SW)) при проектуванні ЕМ та приладу;
  • проводити всі необхідні конструкторські розрахунки для проектування ДП.

2. Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Курс орієнтований на слухачів з початковими знаннями схемотехніки та елементної бази (студенти, радіолюбителі, фахівці, що працювали в інших програмних продуктах).

«Проектування друкованих плат» базується на знаннях з дисциплін «Електронна компонентна база», «Основи теорії кіл» та «Вступ до спеціальності» та є основою для дисципліни «Конструювання радіоелектронної апаратури», «Промисловий дизайн».

3. Зміст навчальної дисципліни

Розділ

 Зміст

1. Основні поняття та визначення
  1. Життєвий цикл радіоелектронної апаратури
  2. Історія виникнення ДП
  3. ДП, основні визначення
  4. Види ДП
  5. Елементи друкованого монтажу
  6. Послідовність проектування ДП

2. Матеріали для виготовлення друкованих плат
  1. Базові матеріали. Фольга (методи виготовлення, товщини)
  2. Базові матеріали. Препрег (методи виготовлення, способи плетіння, сполучна речовина)
  3. Базові матеріали. Ламінат (позначення, параметри)
  4. Базові матеріали. Мідна фольга, вкрита смолою
  5. Базові матеріали. На металічній основі

3. Технології
виготовлення
друкованих плат
  1. Технології виготовлення ДП
  2. Виготовлення односторонньої ДП. Діелектрична основа. Домашні технології. Металічна основа.
  3. Виготовлення двосторонньої ДП. Комбінований негативний. Комбінований позитивний. Тентінг-метод.
  4. Виготовлення багатошарової ДП. Попарне пресування. Відкриті КМ. Виступаючі виводи. Наскрізна металізація. Пошарове нарощування
  5. Виготовлення гнучкої ДП
  6. Виготовлення гнучко-жорсткої ДП

4. Технології виготовлення електронних модулів
  1. Монтаж залежить від: …
  2. Вивідний монтаж.
  3. Пайка. Припій. Традиційний та безсвинцевий припій. Пайка хвилею. Пайка подвійною хвилею. Селективна пайка.
  4. Поверхневий (SMT) монтаж. Встановлення SMT елементів. Пайка

5. Дефекти при виготовленні ДП
  1. Типові дефекти трафаретного друку
  2. Дефекти пайки оплавленням. Шарики припою. Відсутність змочування. Відсутність паяного з’єднання. Перемички, пустоти. Пошкодження компонентів та паяних з’єднань.

6. Особливості проектування ДП
  1. Класи точності ДП
  2. Конструктивні характеристики ДП. Корпус не визначено. Корпус визначено.
  3. Розрахунок елементів друкованого рисунку
  4. Скрайбування. Реперні мітки.
  5. Розміщення елементів. Алгоритм.

7. Оформлення конструкторської документації
  1. Загальні положення
  2. Схеми
  3. Перелік елементів.
  4. Кресленик ДП (кресленик деталі)
  5. Кресленик друкованого вузла/ЕМ
  6. Кресленик приладу
  7. Специфікації на ЕМ та приладу

       

 

4. Навчальні матеріали та ресурси

1. ДСТУ 2646-94. Плати друковані. Терміни та визначення
2. Препрег. Розробка стека складних багатошарових друкованих плат. Особливості формування стека з урахуванням контролю за імпедансом провідників. Частина 3 – Режим доступу: http://ictech.com.ua/ publication.html#prepreg
3. Printed circuit board materials – Режим доступу: http://surl.li/hubig
4. IPC-6011. Generic Performance Specification for Printed Boards
5. IPC-6012. Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards
6. IPC-2221. Generic Standard on Printed Board Design
7. IPC-2152. Standard for Determining Current-Carrying Capacity In Printed Board Design
8. PCB Trace Width Calculator [Електронний ресурс] // PCBway – Режим доступу до ресурсу: https://www.pcbway.com/pcb_prototype/trace-width-calculator.html
9. PCBway [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.pcbway.com/
10. JLCPCB [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://jlcpcb.com/ 
11. Tutorial - A Complete Design Walkthrough with Altium Designer  [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: Tutorial - A Complete Design Walkthrough with Altium Designer | Altium Designer 22 User Manual | Documentation
12. Altium Academy [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.youtube.com/@AltiumAcademy 

 

Навчальний контент

5. Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Основною ціллю лабораторних робіт є навчити студентів проектувати ДП, приймати самостійні обґрунтовані рішення при цьому, навчити працювати з технічною документацією, орієнтуватися в елементній базі та технології виготовлення ДП, вміти працювати в середовища AD та SW.

1.   Вибір завдання. Аналіз отриманого завдання.

2.   Налаштування програмного середовища.

3.   Створення бібліотеки умовних графічних позначень.

4.   Створення бібліотеки посадкових місць ЕК. Побудова/завантаження 3D моделей корпусів.

5.   Розрахунок та створення бібліотеки контактних майданчиків.

6.   Створення схеми електричної принципової, переліку елементів.

7.   Перевірка схеми, виправлення помилок.

8.   Розрахунок та створення габаритів ДП. Завантаження та розміщення елементів.

9.   Розрахунок елементів друкованого монтажу. Налаштування правил трасування.

10. Трасування ДП. Перевірка ДП, виправлення помилок.

11. Створення кресленика ДП.

12. Створення кресленика ЕМ.

13. Створення технологічних файлів для виготовлення ДП

14. Експорт ЕМ в середовище SW. Створення 3D моделі корпусу приладу.

15. Створення специфікації на ЕМ та прилад.

6. Самостійна робота студента

На початку семестру кожному студенту видається індивідуальне завдання, яке є наскрізним для всього курсу і може в подальшому стати основою для дипломного проекту. Індивідуальні завдання розробляються нові для кожного курсу/групи.

На лабораторних роботах студенти виконуються задачі згідно отриманого завдання. Якщо студент не встиг зробити задачі на лабораторних роботах, то необхідно доробити його вдома, оскільки задачі лабораторних робіт базуються на виконанні попередніх.

За навчальним планом передбачено розрахунково-графічну роботу. Вона є  підсумком виконання всіх лабораторних робіт та домашніх завдань. РГР захищається.

Політика та контроль

7. Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Основна увага приділяється самостійному виконанню індивідуальних завдань та вчасності їх здачі. А також розумінню технологічних та конструкційних аспектів проектування ДП.

Лабораторні роботи побудовані таким чином: на початку заняття викладач демонструє послідовність виконання задач на дану лабораторну роботу, і весь інший час студенти працюють над відповідною частиною свого індивідуального завдання. Оскільки робота виходить творча, то на лабораторних роботах дозволяється користуватися телефонами, слухати музику, спілкуватися, консультуватися...

Увесь довідковий матеріал розміщено на Google диску, до якого у студентів завжди є доступ.

!!! За вчасне виконання задач лабораторих робіт нараховуються додаткові бали.

!!! За несвоєчасну здачу РГР нараховуються штрафні бали.

!!! РГР виконана не за своїм завдання - до захисту не приймається.

 

8. Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

0. Лекційний матеріал у вигляді конспекту лекцій - презентацій, знаходиться на Google диску.

1. Виконання лабораторних робіт

  • Оцінюється виконання задач на лабораторних роботах
  • Оцінюється вчасність виконання задач
  • Оцінюється повнота виконання
  • За кожне виконане завдання лабораторної роботи можна набрати 3 бали:

1 бал - за роботу на парі,
1 бал - за повне виконання задачі за своїм інд.завданням,
1 бал - за вчасне виконання (показати виконане не пізніше наступної пари лаб.робіт)

Мінімум - 2 бал х 16 = 32 балів.
Максимум - 3 бали х 16 =  48 балів.

2. Написання модульної контрольної роботи (МКР)

  • МКР проводиться on-line у вигляді тестових завдань.
  • МКР виконується на парі лабораторних занять і має обмеження в часі.
  • МКР має свою шкалу оцінюваня. Бали перераховується в 20-бальну шкалу і враховуються в РСО.

Мінімум - 12 балів.
Максимум - 20 балів.

3. Виконання та захист розрахунково-графічної роботи (РГР) 

  • РГР здається в електронному вигляді, як файл архіву (*.zip)
  • РГР виконана не за своїм індивідуальним завданням до захисту не приймається
  • РГР виконана частково - до захисту не приймається

​Мінімум - 18 балів 
Максимум - 30 балів

  • Якщо робота здана вчасно +5 балів
  • Якщо робота здана невсчасно -1...5 балів (залежить від кількості прострочених днів)​​

!!! За допомогу в підготовці та проведені занять, за оригінальність технічних рішень передбачені додаткові бали (до +5 балів).
 

4. Умови допуску до заліку:

  • успішне написання МКР (12…20 балів);
  • виконання лабораторних задач (32 бали);
  • зарахування РГР (16…26 балів);
  • набуття не менше 60 балів за семестр.

5. Проведення заліку:

  • Заліковий білет складається з 3 питань і оцінюється в 100 балів.
  • 2 питання теоретичні - по 30 балів;
  • 1 питання практичне (за задачами лабораторних робіт) - 40 балів.

​Мінімум - 60 балів.
Максимум - 100 балів.

Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою
Кількість балівОцінка
100-95Відмінно
94-85Дуже добре
84-75Добре
74-65Задовільно
64-60Достатньо
Менше 60Незадовільно
Не виконані умови допускуНе допущено

9. Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

Опис матеріально-технічного та інформаційного забезпечення дисципліни

Лабораторні заняття проводяться в програмному забезпеченні Altium Designer. 



Робочу програму навчальної дисципліни (силабус):
Складено Антипенко Р. В.;
Ухвалено кафедрою ПРЕ (протокол № 06/2024 від 21.06.2024 )
Погоджено методичною комісією факультету/ННІ (протокол № 06/2024 від 28.06.2024 )