2. Kod przedmiotu: PKE

Transkrypt

1 Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 1 z 1 (pieczęć wydziału) KARTA PRZEDMIOTU 1. Nazwa przedmiotu: PODSTAWY KONSTRUKCJI ELEKTRONICZNYCH 3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/ Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia 5. Forma studiów: studia stacjonarne 6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEiI) 7. Profil studiów: ogólno-akademicki 8. Specjalność: 9. Semestr: Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki, RAu3 11. Prowadzący przedmiot: dr hab. inż. Zbigniew Rymarski 12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne 13. Status przedmiotu: obowiązkowy 14. Język prowadzenia zajęć: polski 2. Kod przedmiotu: PKE 15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego przedmiotu student posiada podstawowe przygotowanie w zakresie owana układów analogowych i cyfrowych (mikroprocesorowych) 16. Cel przedmiotu: Celem u jest zapoznanie studentów z problematyką owania układów elektronicznych uwzględniającego wymogi wytwarzania (metodyka DFM - Design for Manufacture) i wskazanie jakie są uwarunkowania u, aby na jego podstawie można z rozsądnymi kosztami wytworzyć urządzenie spełniające założone wymagania, w technice gwarantującej wysoki uzysk produkcji. Celem ćwiczeń owych jest zapoznaje studentów z tworzeniem dokumentacji w środowisku EDA (wybrano Altium Designer) schematu (oprogramowanie CAE), u płyty drukowanej (oprogramowanie CAD) i zbiorów sterujących specjalistycznymi urządzeniami produkcyjnymi jak fotoplotery i wiertarki sterowane numerycznie (oprogramowanie CAM) na podstawie wykonywanego w ramach ćwiczeń u systemu mikroprocesorowego dostosowanego do standardowej obudowy, przy uwzględnieniu reguł owych (np. dotyczących EMC, szerokości i odległości ścieżek) oraz wymogów wykonawczych urządzeń elektronicznych narzucanych przez wybranych producentów PCB. 17. Efekty kształcenia: 1 Nr Opis efektu kształcenia Metoda sprawdzenia efektu kształcenia W1 Zna zasady owania układów elektronicznych uwzględniające wymogi produkcji (metodyka DFM) oraz uwzględniające uzyskanie ich wysokiej jakości (metodyki DFQ i MDA, program SixSigma) Forma prowadzenia zajęć Odniesienie do efektów dla kierunku studiów K1_W20 1 należy wskazać ok. 5 8 efektów kształcenia

2 W2 W3 W4 U1 U2 U3 Zna materiały stosowane do produkcji układów elektronicznych i technologie stosowane w produkcji układów elektronicznych Zna parametry użytkowe podstawowych elementów elektronicznych oraz elektrycznych i mechanicznych podzespołów stosowanych w urządzeniach elektronicznych Zna techniki prowadzenia ścieżek, doboru oraz rozmieszczania elementów na płytach drukowanych z mieszanymi układami analogowymi i cyfrowymi uwzględniające problem kompatybilności elektromagnetycznej Potrafi wykonać schemat ideowy układu elektronicznego, na jego podstawie wykonać płyty drukowanej i utworzyć zbiory sterujące specjalistycznymi urządzeniami produkcyjnymi jak fotoplotery i wiertarki sterowane numerycznie w dostępnym środowisku EDA. Potrafi korzystając z danych katalogowych wybrać układy na podstawie ich pożądanych parametrów i dopuszczalnych kosztów oraz stworzyć ich własne modele w oprogramowaniu CAE/CAD/CAM. Potrafi dobrać technologię i oszacować koszty wykonania zaowanego układu elektronicznego 18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin) W. 30 P. 15 Sem Treści kształcenia: Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 2 z 2 K1_U03 K1_U15 K1_U18 K1_U09 K1_U15 K1_U17 K1_U18 K1_U19 WYKŁAD 1. Projektowanie układów elektronicznych uwzględniające wymogi produkcji: DFM (Design for Manufacture) 2. Projektowanie układów mające na celu uzyskanie ich wysokiej jakości: DFQ (Design for Quality), program SixSigma 3. Materiały stosowane do produkcji układów elektronicznych 3.1. Typy płyt drukowanych ich podłoża, pokrycia, maska lutownicza 3.2. Płyty drukowane o kontrolowanej impedancji 3.3. Lutowie ołowiowe i bezołowiowe, zalecenia dyrektywy RoHS 3.4. Pasta lutownicza 3.5. Kleje przewodzące 3.6. Znaczniki podstawowe 3.7. Wpływ typów obudów układów scalonych na technologię montażu 4. Technologie stosowane w produkcji układów elektronicznych 4.1. Technologia produkcji płyt drukowanych 4.2. Testowanie nieobsadzonych elementami płyt drukowanych 4.3. Drukowanie pasty lutowniczej na płytach drukowanych 4.4. Klejenie elementów SMD na płycie drukowanej 4.5. Zapobieganie zniszczeniu elementów elektronicznych przez zjawisko rozładowania elektrostatycznego 4.6. Automatyczne rozmieszczanie elementów SMD na płycie drukowanej 4.7. Lutowanie na fali i lutowanie selektywne

3 Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 3 z Lutowanie rozpływowe 4.9. Wady połączeń lutowanych Czyszczenie płyt drukowanych po lutowaniu Zastosowanie klejów przewodzących Testowanie i inspekcja zmontowanych płyt drukowanych Analiza błędów wytwarzania (MDA) Naprawy zmontowanych płyt drukowanych 5. Parametry użytkowe podstawowych elementów biernych 6. Elektryczne i mechaniczne podzespoły urządzeń elektronicznych: złącza, podstawki i elementy pośredniczące, radiatory, wentylatory, zespoły chłodzące, obudowy 7. Techniki prowadzenia ścieżek, doboru oraz rozmieszczania elementów na płytach drukowanych uwzględniające problem kompatybilności elektromagnetycznej 8. Metodyka wykorzystania oprogramowania CAE/CAD/CAM w tworzeniu dokumentacji i ów płyt drukowanych, sterowanie specjalizowanymi urządzeniami do tworzenia dokumentacji i produkcji płyt drukowanych. PROJEKT Student wykonuje schemat ideowy wybranego systemu mikroprocesorowego, na jego podstawie płyty drukowanej (2 warstwowej płyty z metalizacją otworów) oraz generuje zbiory sterujące urządzeniami wykonawczymi, w dostępnym w laboratorium środowisku EDA (Altium Designer). Każde z zajęć zaczyna się od pokazu przez prowadzącego pewnych podstawowych operacji w programach CAE/CAD/CAM właściwych dla średniego zaawansowania owania w całej grupie. Prowadzący ustala zestaw elementów (wg tabeli z instrukcji), jakie muszą być zastosowane w wykonywanym projekcie systemu mikroprocesorowego (wg udostępnionych w instrukcji danych katalogowych i przykładów). Projekt ma być wykonany zgodnie z zaleceniami zawartymi w instrukcji i podanej literaturze. Projekt płyty drukowanej ma być dostosowany do standardu karty 3U-160 (100x160 mm). Możliwe jest także wykonywanie u układu mikroprocesorowego zaproponowanego przez studenta, w szczególności, jeżeli kończy się praktycznym wykonaniem urządzenia. Zaliczenie u ma formę dyskusji nad jego cechami. Projekt PKE jest zaliczany na podstawie oceny prowadzącego dotyczącej całego toku zajęć oraz sprawozdania obejmującego zestaw 8 wydruków tabeli wyboru elementów, schematu, wydruków odpowiedników klisz do naświetlania PCB i zbioru sterującego wiertarką sterowaną numerycznie. Przedmiotem oceny jest kompatybilność elektromagnetyczna zaowanej płyty (poprowadzenie zasilania i masy, blokowanie zasilania elementów itd.) oraz staranność wykonania u (np. prowadzenie magistral, ścinanie naroży ścieżek, minimalizacja ilości przelotek o ile jest wskazana oraz ogólna estetyka u płyty drukowanej). 20. Egzamin: nie

4 21. Literatura podstawowa: WYKŁADY: Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 4 z 4 1. Rymarski Z.: Projektowanie i Produkcja Urządzeń Elektronicznych, Skrypty Uczelniane Politechniki Śląskiej Nr 2178, Gliwice Rymarski Z.: Metodyka owania płyt drukowanych przy wykorzystaniu programu Cadstar PCB, Politechnika Śląska, Skrypty Uczelniane Nr 1974, Gliwice Rymarski Z.: Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych PKE dostępna na Platformie Zdalnego Nauczania Instytutu Elektroniki (z hasłem) 4. Poradnik dla producentów i dystrybutorów elektroniki Produkcja bezołowiowa i odpady elektroniczne Elektronik Plus Wydanie Specjalne 1/2006, AVT Korporacja Spółka z o.o. 5. Hackiewicz H., Bukat K.: Lutowanie bezołowiowe Wydawnictwo BTC, Legionowo Kisiel R.: Podstawy technologii dla elektroników - Poradnik praktyczny, Wydawnictwo BTC, Warszawa Poradnik Konstruktora Sprzętu Elektronicznego, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa Dobies R.: Metodyka konstruowania sprzętu elektronicznego, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa Zakłócenia w aparaturze elektronicznej, Radioelektronik Sp. Z o.o., Warszawa Charoy A.: Zakłócenia w urządzeniach elektronicznych, WNT, Warszawa Borczyński J., Milczewski A.: Podzespoły elektroniczne. Elementy bierne. Poradnik, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1993 PROJEKT: 1. Rymarski Z.: Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych PKE dostępna na Platformie Zdalnego Nauczania Instytutu Elektroniki (z hasłem) 2. Zbigniew Rymarski Materiałoznawstwo i konstrukcja urządzeń elektronicznych. Projektowanie i produkcja urządzeń elektronicznych Politechnika Śląska, Skrypty Uczelniane Nr 2178, Gliwice Zbigniew Rymarski Metodyka owania płyt drukowanych przy wykorzystaniu programu Cadstar-PCB, Politechnika Śląska, Skrypty Uczelniane Nr 1974, Gliwice, maj David L. Jones PCB Design Tutorial, 5. Designing with Protel (Altium Designer DXP 2004), Altium Limited Altium Designer 6, Wprowadzenie. Wybrane artykuły z biblioteki dokumentacji Altium Designer, Altium Limited Tony Goodloe Digital System Design Guidelines, 8. John Ardizzoni A Practical Guide to High-Speed Printed-Circuit-Board Layout, 9. Paul Brokaw, Jeff Barrow Grounding for Low and High-Frequency Circuits AN-235, Analog Devices, Bonnie C. Baker Analog and Interface Guide, Volume 1, A Compilation of Technical Articles and Design Notes Microchip, Theo van Daele Using the analog-to-digital converter of the 8XC552 microcontroller, EIE/AN93017, Philips, Literatura uzupełniająca:

5 23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia Z1-PU7 WYDANIE N1 Strona 5 z 5 Lp. Forma zajęć Liczba godzin kontaktowych / pracy studenta 1 Wykład 30/ 2 Ćwiczenia 0/0 3 Laboratorium 0/0 4 Projekt 15/15 5 Seminarium 0/0 6 Inne 0/0 Suma godzin 45/ Suma wszystkich godzin: Liczba punktów ECTS: Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, y): Uwagi: Zatwierdzono:. (data i podpis prowadzącego) (data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/ Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub dyrektora jednostki międzywydziałowej)