Laboratoře pro vývoj a realizaci Fakulta elektrotechnická České vysoké učení technické v Praze informace o laboratoři

Transkript

1 Laboratoře pro vývoj a realizaci Fakulta elektrotechnická České vysoké učení technické v Praze informace o laboratoři

2

3 Proč s námi spolupracovat? Laboratoře pro vývoj a realizaci na ČVUT FEL v Praze jsou vybudovány jako špičkové pracoviště, které je schopno zajistit komplexní rozsah činnosti v oblasti elektroniky, a to od vývoje přes realizaci až po funkční testování. Laboratoř má k dispozici unikátní přístrojové vybavení, znalosti a zkušenosti z akademické oblasti a praxe. LVR může svým zákazníkům nabídnout především: unikátní technologie v oblasti vývoje, realizace a testování řešení na klíč využití nejnovějších akademických znalostí v praxi komplexní řešení od vývoje po realizaci a testování využití některé dílčí činnosti nabízené LVR procesní řízení informačním systémem (zakázky, projekty, testování, sklad atd.)

4 Unikátní technologie laboratoří Laboratoře se skládají ze samostatného vývoje a čistých prostor s ESD vybavením pro antistatickou ochranu vyhrazených pro realizaci, testování a sklad. Veškeré procesy jsou řízeny pomocí informačního systému. Laboratořím je taktéž k dispozici samostatný server pro plné zajištění jejich činnosti. Zaručená čistota výrobních prostor Prostory vyhrazené pro realizační část laboratoří zahrnující také diagnostiku, měření a sklad mohou potenciálně nabídnout kvalitu prostor odpovídající čistotě operačního sálu. Vytvoření požadované čistoty v příslušných prostorech je zajištěno jednak vícestupňovou filtrací vzduchu za použití HEPA filtrů a ESD prostředků, a také udržováním stálého přetlaku. Vstup do čistých prostor je přes přestupovou místnost s elektronickou kontrolou režimu provozu. Čisté prostory jsou navrženy tak, aby splňovaly požadavky třídy D dle normy EN ISO

5 Vývoj LVR disponuje škálou komerčních licencí k vývojovým prostředkům, které umožňují komplexní návrh a testování desek plošných spojů (DPS). Konkrétně se jedná o tyto návrhové prostředky: vývojové prostředky pro komplexní návrh desek plošných spojů o Mentor Graphics, OrCAD, CAM350 vývojový prostředek pro návrh mechanických sestav o AutoCAD vývojová prostředí pro návrh firmwaru desek elektronických zařízení o prostředí pro návrh FW včetně HW prostředků prostředky pro efektivní podporu testování o JTAG ProVision - včetně HW prostředků

6 Mentor Graphics Celosvětově rozšířený modulárně řešený návrhový systém Mentor Graphics představuje komplexní vývojové prostředí pro návrh desek plošných spojů, včetně možnosti různých úrovní simulace (např. obvodové, teplotní, signálová integrita, atd.). Tento návrhový systém tvroří vzájemně spolupracující moduly, které umnožňují vlastní tvrobu schématu, simulaci a efektivní návrh motivu plošného spoje. Včetně odpovídajících podkladů provázaných s informačním systémem laboratoře LVR. Konkrétní sestava SW modulů, které jsou v laboratoři k dispozici, je následující: SW modul pro tvorbu NF schémat SW modul pro návrh NF motivu plošného spoje SW modul pro správu a editaci knihoven SW moduly pro simulaci návrhu plošného spoje SW modul pro analogovou simulaci obvodového zapojení SW modul pro analýzu průběhů SW modul rozšiřující simulační jádro SW modul pro teplotní analýzu desek plošných spojů SW modul 3D vizualizace osazené desky plošného spoje SW modul návrhu ohebných plošných spojů SW modul umisťování vnořených pasivních součástek SW modul pro tvorbu VF schémat SW modul pro návrh VF motivu plošného spoje SW modul pro optimalizaci návrhu desky plošného spoje s obvody FPGA SW modul pro pokročilejší práci s daty pro výrobu SW modul pro import dat z OrCADu SW modul pro číslicovou simulaci a verifikaci

7 OrCAD Kromě systému MentorGraphics je taktéž k dispozici návrhový systém OrCAD (OrCAD PCB Designer, OrCAD EE Designer), který doplňuje hlavní návrhový systém MentorGraphics a taktéž slouží ke kompletnímu návrhu desek plošných spojů včetně simulace obvodového zapojení. OrCAD poskytuje pracovníkům vývoje plnou podporu především díky následujícím funkcionalitám: editor schémat pro vlastní tvorbu schémat editor motivu plošného spoje včetně generování výrobních podkladů (ve formátu Gerber 274D a 274X, NC Drill/Mill) editory pro podporu tvorby knihovních prvků současná simulace analogových a digitálních obvodů možnost tvorby hierarchických sestav simulace podporující typy analýz (např. stejnosměrnou analýzu, střídavou analýzu v časové i frekvenční oblasti atd.)

8 CAM 350 Pro práci s výrobními daty systémů pro návrh plošných spojů a generování výrobních dat je využíván samostatný vývojový prostředek CAM 350.

9 AutoCAD Pro konstrukční a projekční práce ve 2D a 3D je používána dvojice SW AutoCAD LT a AutoCAD Inventor). Tyto CAD prostředky umožňují navrhovat mechanické sestavy, kreslení a editaci mechanických dílů s možností spolupráce s návrhovýni prostředky pro desky plošných spojů. Dále poskytují: parametrické modelování součástí tvorbu sestav a podsestav možnost generování výkresové dokumentace pro 3D model knihovny mechanických prvků a součástí včetně strojních výpočtů tvorbu katalogových rozpadů tvorbu plechových ohýbaných součástí renderovací a animační modul

10

11 Vývojové prostředky pro tvorbu firmware Disponujeme taktéž vlastními vývojovými prostředky pro návrh FW desek elektronických zařízení (MCU a FPGA). K dispozici je pět typů vývojového prostředí pro různé typy mikroprocesorů a programovatelných obvodů FPGA: PK51 KEIL vývojové prostředí pro mikroprocesory rodiny x51 MDK ARM KEIL vývojové prostředí pro mikroprocesory rodiny ARM EW430 vývojové prostředí pro mikroprocesory Texas Instrument řady MSP 430 CWP Basic FL vývojové prostředí Code Warrior pro mikroprocesory Freescale (HC8, HC12, ColdFire) EF ISE EMBD FL XILINX ISE Design Suite Embedded Edition vývojové prostředí pro programovatelné obvody XILINX (FPGA, CPLD)

12 ProVision Designer Station vývojové prostředí pro JTAG aplikce V neposlední řadě laboratoře disponují vysoce automatizovaným testovacím systémem ProVision JTAG. Mezi jeho hlavní přednosti patří: automatické generování testů boundary-scan využití open-source skriptovacího jazyka Python pro sofistikované testování knihovna modelů součástek boundary-scan a skriptovací knihovny JFT

13 Realizační část podpora výzkumu a vývoje, akademických pracovišť Laboratoře jsou řešeny formou čtyř vzájemně propojených místností určených pro realizaci, diagnostiku / měření a skladování. Toto řešení umožňuje realizovat celý produkční proces na jednom místě. Prostory jsou vybaveny ESD prostředky pro antistatickou ochranu a splňují přísné požadavky na čistotu pro výrobu elektroniky. K realizaci uceleného produkčního procesu je k dispozici následující přístrojové vybavení: Poloautomatické sítotiskové zařízení PBT A23 Sušicí / skladovací zařízení s automatikou X-TREME Automatické osazovací zařízení Essemtec FLX 2011 V Zařízení pro pájení v parách IBL SLC 509 Automatické mycí zařízení PBT Super SWASH II Opravárenská stanice ERSA IRPL650A

14 Ploautomatické sítotiskové zařízení PBT A23 A23 nabízí tiskové parametry a jejich ovládání porovnatelné s velkými tiskovými stroji. Obecná charakteristika: kamerový systém k nastavení a kontrole soukrytu kontrolní SW k správnému provedení tisku výsuvný stůl s čisticí jednotkou pro šablony Parametry DPS: maximální rozměr DPS 400 x 395 mm maximální rozsah tiskového motivu 390 x 360 mm tloušťka DPS < 4cm Sušící / skladovací zařízení s automatikou X-TREME Pro sušení, vysoušení a skladování elektronických součástek citlivých na vlhkost je v Laboratoři k dispozici sušicí skříň X-TREME s jedinečným ultra rychlým odvlhčovacím procesem. Obecná charakteristika: nastavitelný rozsah vlhkosti: 1-50 % nastavitelný rozsah teploty: +20 až +40 C objem uskladnění: 1250 l na 0,9 m 2 ložné ploše s nosností polic 50 kg dvojitá tepelně izolovaná stěna tepelná izolace dveří zajištěna čryřdveřovým provedením a magnetickým těsněním dveří vše řízeno a kontrolováno přes grafický dotykový LCD display možnost dálkového dohledu

15 Automatické osazovací zařízení Essemtec FLX 2011 V FLX 2011 V je jedním z představitelů švýcarské školy přesné techniky sloužících k automatickému osazování desek plošných spojů v rozsahu malosériové výroby vzorků a prototypů. Obecná charakteristika: bezkontaktní laserový středicí systém pro středění součástek do roztečí 0,5 mm rychlý vizualizační středicí systém Cognex SMD4 pro součástky s roztečí od 0,3 do 0,5 mm a pro součástky s extrémně velkými pouzdry moderní prvky konstrukce inteligentní podavače a vysoce výkonný SW pro přenos dat CAD post procesor schopný zpracovat údaje ve všech obvyklých formátech návrhových systémů objemový šroubový dispenser schopný dávkovat pastu pro minimální rozměr součástky 0402 osazení SMD součástek již od velikosti 0201 a Parametry DPS: osazovací rychlost 6000 souč./h, programovatelná změna rychlosti maximální použitelný rozměr DPS 450 x 350 mm tloušťka DPS 0,6-3,5 mm reprodukovatelnost osazení > 20 um

16 Zařízení pro pájení v parách IBL SLC 509 Pro pájení je k dispozici technologie pájení v parách IBL SLC 509 dvoukomorový, velmi těsný systém minimalizující úniku pájecího média. Obecná charakteristika: použité médium Galden HS 240 s teplotou varu 240 C podpora olovnaté i bezolovnaté technologie možnost vytvrzování lepidla díky možnosti infrapředehřívání bezvibrační transport součástek do pájecího prostoru pomocí pantografického ramene pro velmi jemné součástky SVTC technologie pro přesné nastavení teplotního profilu, umožňující pájení i velmi malých součástek 0201 a termočlánky pro analýzu a ladění teplotního profilu Parametry DPS: maximální rozměr DPS 540 x 350 mm, rozsah výšky pájecí sestavy 0-80 mm Automatické mycí zařízení PBT Super SWASH II K mytí desek plošných spojů a sítotiskových šablon disponuje LVR také vlastním automatickým jednokomorovým vícestupňovým mycím zařízením s uzavřeným okruhem. Obecná charakteristika: čištění i špatně přístupných oblastí DPS, včetně míst pod součástkami zcela uzavřené procesy čištění a oplachu využívání mikroemulzních čisticích prostředků na vodní bázi plně programovatelný proces s možností následného plného sledování jeho průběhu čistící médium VIGON A201 oplach DI (deionizovanou) vodou

17 Opravárenská stanice ERSA IRPL650A Pro opravy a přesné osazování disponujeme nejnovějším modelem opravárenského systému umožňující pájení i odpájení součástek z desek plošných spojů. Pro proces zapájení či odpájení je možno zvolit příslušný teplotní profil - pájecí či odpájecí. Tato stanice byla speciálně vyvinuta pro mimořádně velké a hmotné desky, přičemž technologie dynamického ohřevu je založena na infra červené technologii ERSA IR. Obecná charakteristika: příkon 3600 W 9 programovatelných topných zón automatická manipulace se součástkami během osazování i zapájení systém pro široké spektrum SMD součástek včetně BGA a fine pitch pouzder spodní i horní ohřev automatické chlazení DPS speciální optický hranol pro pohled na pájecí plošky a spodní stranu osazované součástky najednou možnost přivazbit k libovolnému pájecímu/odpájecímu programu dokumentaci Parametry DPS: maximální rozměr DPS pro upnutí do rámu 560 x 460 mm možnost nastavení 9 topných zón podle velikosti DPS

18 Testování Pracoviště na diagnostiku a testování je řešeno jako samostatná část laboratoří LVR. Za tímto účelem pracoviště disponuje přístrojovým vybavením k elektrickému měření a funkčnímu testování. Za zvláštní zmíňku stojí především dvě moderní zařízení na rentgenovou kontrolu včetně CT a automatickou optickou inspekci. Automatická optická inspekce Marantz ispector HDL 650 Rentgenové kontrolní zařízení GE Phoenix x-ray Nanomex 180T s CT Elektrická měření a funkční testování Stereo mikroskop

19 Automatická optická inspekce Marantz ispector HDL 650 Marantz ispector HDL 650 umožňuje detekovat vady na DPS pomocí analýzy obrazu (24 bitů). Obecná charakteristika: 2Mpix CCD kamera 3 úhly osvětlení 3 LED světelné zdroje: 45 RED, 60 WHITE, DOAL 90 výška kamery nad/pod DPS +50/-70 mm boční kamery pro inspekci zapájení (8 kamer, rozlišení 10 um/pixel, 45 ) 3 různé algoritmy zpracování obrazu Parametry DPS: maximální velikost 650 x 550 mm detekce chybějící komponenty od velikosti čipu díky barevné kameře možná detekce součástek o stejné barvě jako barva DPS s čtením hodnot komponent schopnost rozpoznání polarit podle textu, klíčů na IO, zkosených hran na IO, polaritních proužků detekce textu a čárových kódů

20 Rentgenové kontrolní zařízení GE Phoenix X-ray Nanomex 180T GE Phoenix x-ray Nanomex 180T představuje kombinaci nanofocus RTG technologie s automatickou inspekcí. Umožňuje také zpracování rentgenových snímků pro prostorové 3D zobrazení pomocí CT technologie. Obecná charakteristika: maximální zvětšení x inspekce při bočním pohledu pod úhlem kv/15 W nanofocus trubice 2Mpix digitální obrazové zpracování rozlišení snímku 2 um za speciálních podmínek možno dosáhnout rozlišení snímku až 0,2 um 2 detektory o standardní s CCD kamerou (velké zvětšení) o unikátní GE plochý panel (extrémní dynamický rozsah, rychlé snímkování) Parametry DPS: maximální rozměr DPS 610 x 510mm (inspekční prostor)

21 Ukázka výstupů z RTG:

22 Moucha 3D, voidy v kuličkách BGA pouzdra Elektrická měření a funkční testování Laboratoř je v neposlední řadě vybavena také běžnou měřicí technikou pro elektrická měření a funkční testování. Veškerá zařízení přispívají k dosažení co nejvyšší kvality a spolehlivosti.

23 Stereo mikroskop Na manuální optickou inspekci je na pracovišti diagnostiky a měření k dispozici moderní mikroskop LYNX s přídavnou digitální 1,3 Mpix barevnou kamerou s vysokým rozlišením a C-Mount závitem pro snadnou a rychlou výměnu použité kamery. Kamera komunikuje přes USB se samostatným PC, na kterém je nainstalován speciální SW pixel-fox umožňující zobrazení, měření a archivaci snímků.

24 Dalšími přístroji sloužícími k manuální optické kontrole je širokosvazková stereolupa MANTIS ELITE a bezokulárový stereomikroskop LYNX. 3D tiskárna ProJetTM HD3000 Univerzální pracovište pro rychlé vytváření prototypů, tzv. Rapid Prototyping, je umístěno v prostorách laboratoří LVR. Základem pracoviště je 3D tiskárna HD3000 řady ProJet firmy 3D Systems. Tento 3D systém umožňuje vytváření přesných mechanických částí technologií MJM (Multi Jet Modeling). Obecná charakteristika: HD Mode: 298 x 185 x 203 mm s rozlišením 328 x 328 x 606 DPI (xyz) UHD Mode: 127 x 178 x 152 mm s rozlišením 656 x 656 x 800 DPI (xyz)

25

26

27 Co nabízíme Vývojové práce v oblasti elektronických zařízení systémové řešení a technickou specifikaci vyvíjeného zařízení vývoj zapojení elektronických desek, optimalizaci jejich návrhů návrh i vícevrstvých DPS konstrukci mechanických dílů, začlenění vlastního nakupovaného materiálu a modulů vývoj FW a SW pro vyvinutý HW Realizační, opravárenské a diagnostické práce realizaci a diagnostiku vzorků, prototypů a malých serií elektronických zařízení převážně SMT technologie (nanášení pájecí pasty a lepidla, osazování SMD součástek, pájení a mytí desek) provádění oprav, výměnu vadných součástek technologickou přípravu před vlastním procesem realizace např. sušení zajištění dokumentace, případně materiálu 3D tisk tzv. metoda Rapid Prototyping drobné mechanické konstrukce

28 Kontrolu, testování, měření a diagnostiku elektrickou funkční kontrolu desek, zařízení a sestav optickou kontrolu (manuální, automatickou) rentgenovou kontrolu kvality pájení (3D zobrazení pomocí CT technologie, vysoká citlivost) Čistotu operačního sálu možnost využití prostor LVR Prostory laboratoří na FEL ČVUT v Praze jsou tvořeny celkem čtyřmi místnostmi. Jedná se o samostatnou část pro vývoj a informační systém a čisté prostory pro realizaci, měření / testování, RTG nedestruktivní diagnostiku a sklad. Tyto prostory splňují náročné požadavky pro čisté realizační prostory. Jedná se především o požadavky na čisté a bezprašné prostředí.

29 Kontakty Address: ČVUT v Praze Fakulta elektrotechnická Laboratoře pro vývoj a realizaci Technická Praha 6 Pracoviště je organizačně začleněno pod katedru Telekomunikační techniky FEL ČVUT v Praze. Osobní kontakt na LVR (viz přiložená vizitka): Veškeré aktuální kontakty a informace lze získat na následujících webových adresách:

30 PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI EVROPSKÝ FOND PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ