CAD/CAE/CAM

CAD (Diseño Asistido por Ordenador)

Técnica de diseño de un producto basada en el ordenador y sus programas. Programa de captura de esquemas.

• Editor: editor gráfico (librería de componentes)
• Procesador (base de datos de conectividad): permite la utilización del circuito diseñado por programas de simulación o implantación en PCB.

CAE (Ingeniería Asistida por Ordenador)

Comprobación del correcto funcionamiento del producto diseñado mediante procedimientos informáticos.

CAM (Fabricación Asistida por Ordenador)

Control de los procesos de fabricación con la ayuda del ordenador y programas informáticos. Programa de diseño de PCB. Generación de documentación e información para la implantación práctica del producto diseñado.

Bases para la Elección de un Sistema CAD/CAE/CAM

Las características a analizar son:

1. Potencia del Sistema de Diseño

• Captura de esquemas: número de librerías (cuanto mayor sea, más componentes tendremos) y generación de bases de datos de conectividad en diferentes formatos.
• Simulación: debe pertenecer a la misma base de datos que la captura de esquemas y el diseño PCB.
• Diseño PCB: determina en gran medida la potencia del sistema de diseño. Los autorruter siempre han tenido como principales objetivos:
  • Rutear la placa al 100%
  • Rutear la placa en el menor tiempo posible
  • Calidad del ruteado: interconexionado

2. Equipo Hardware

• Desarrollo tecnológico:
  • Necesidades de cómputo para el emplazamiento y trazado automático
  • Requerimientos potentes de gráficos
  • Red local (compartir programas, librerías, componentes)
• Aplicaciones: en un principio, el ordenador no era adecuado para el diseño, pero la evolución de estos está convirtiendo al PC en un sistema tan potente como las estaciones de trabajo.

Circuitos Impresos

Funciones de una Placa Impresa

Soportan componentes y establecen interconexiones.

Ventajas contra el Cableado

• Ahorro de espacio
• Facilidad para el montaje de componentes
• Sin rotura de hilos o cortes
• Mayor repetibilidad y uniformidad de características eléctricas
• Mayor fiabilidad
• Simplificación de identificación de partes del circuito
• Fabricación en grandes series y automatizada
• No requiere empleados cualificados
• Fácil revisión (menos errores)

Limitaciones de los Circuitos Eléctricos

• Habilidad del diseñador
• Mayor tiempo de diseño
• Difícil de reparar
• Producción más cara

Elementos Básicos

• Soporte aislante
• Agujeros de montaje de componentes o de vías
• Conectores de interconexión de placas
• Terminales de E/S
• Material conductor

Clasificación de las Placas Impresas

• Soporte base: rígido o flexible
• Número de planos conductores: SC (una cara), DC (doble cara) o MC (multicapa)

Factores de Densidad de Circuitos Impresos

• Tamaño y forma de los componentes
• Número de conductores y componentes
• Complejidad de conexiones

Medida de densidad = número de agujeros/unidad de superficie

Sistema de Clasificación

• 1er dígito: tipo de placa (SC, DC, MC) e interconexionado
• 2º dígito: máxima concentración de conductores depende de:
  • Anchura nominal de los componentes
  • Separación nominal entre conductores
  • Diferencias entre diámetros: nodos depende de:
    • Anchura nominal de los componentes
    • Separación nominal entre conductores
    • Diferencias entre diámetros: nodos y agujeros

Materiales Usados en el Soporte

Características:

• Físicas: robustez y estabilidad
• Térmicas: soportar procesos de fabricación, coeficiente de temperatura del material
• Eléctricas: rigidez dieléctrica, resistencia de aislamiento

Materiales:

• Resinas fenólicas con papel impregnado en ellas (baquelitas). (Agujeros metalizados)
• Poliéster rígido con fibra de vidrio con papel impregnado en él.
• Resina epoxy de papel con papel impregnado en ella.
• Resina epoxy de fibra de vidrio con papel impregnado en ella (agujas metalizadas).
• Lámina mylar, teflón (flexible)

Limitaciones del Tamaño y Forma de los CI

• Dimensiones del equipo
• Utillaje disponible
• Facilidades de fabricación

Factores que Influyen en los Costes

• Número de capas (planos conductores)
• Especificaciones del cliente
• Selección del material base
• Espesor del material base (placas rígidas 0,6 mm – 1,6 mm, tolerancia +-2 mm)
• Espesor de la capa conductora
• Tamaño de nodos y agujeros
• Diseño de interconexionado
• Costes de mantenimiento
• Tamaño de pedido
• Tamaño de la placa

Deformaciones y Alabeos

Temperatura

• Mayor deformación: materiales fenólicos de papel
• Menor deformación: resinas epoxy con fibra de vidrio

Grado de Formación

• Clase de placa (SC o DC)
• Tamaño de la placa
• Predominio de estructuras metálicas y equilibrio en su distribución

Minimizar Deformaciones

• Espesor
• Nervios o contrafuertes
• Conectores de circuito impreso

Etiquetas: CAD, CAE, CAM, Circuitos Impresos