PROJETOS DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO UTILIZANDO O ALTIM DESIGNER

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Pós Graduação em Sistemas Eletroeletrônicos e Automação Industrial

PROJETOS DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO UTILIZANDO O ALTIUM DESIGNER

Diego Rodrigues Mota

Kellen Carolina Mendonça

Mateus Andrade Ferreira

Belo Horizonte

Janeiro de 2014

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SUMÁRIO

1.        INTRODUÇÃO        2

2.        CIRCUITOS IMPRESSOS, ORIGENS E MATERIAIS        3

3.        CIRCUITOS IMPRESSOS SMD        5

4.        LAYERS E VIAS        6

5.        DIMENSIONAMENTO DAS TRILHAS        7

6.        CONSIDERAÇÕES SOBRE O LAYOUT        8

7.        DIMENSÕES DOS COMPONENTES ELETRÔNICOS        9

8.        PROJETO DE CIRCUITOS IMPRESSOS        11

9.        ALTIUM DESIGNER        13

9.1.        Passos para a construção do projeto de uma placa        13

9.2.        Esquema Eletrônico SCH        14

9.3.        Bibliotecas        14

9.4.        Templates        15

9.5.        Lista de Material eletrônico        15

9.6.        Projeto PCB – Layout        16

9.7.        Documentação Final do Projeto        20

10.        CONSIDERAÇÕES FINAIS        21

REFERÊNCIAS        22

1. INTRODUÇÃO

        

Atualmente, a complexidade dos sistemas eletrônicos vem crescendo de forma cada vez mais rápida, exigindo uma consequente evolução nos processos de projeto e fabricação de placas de circuito impresso. Mais componentes em um menor espaço, mais pinos por componentes, distâncias e furos cada vez menores e um número de camadas nunca antes imaginado vêm se tornando rotina no desenvolvimento de PCI (Placas de Circuito Impresso), exigindo dos projetistas novas técnicas, novas ferramentas e novos procedimentos (Kugler, 2004).

E para acompanhar a evolução dos circuitos, vários softwares para projeto de PCIs foram desenvolvidos com o passar dos anos. Eles estão disponíveis para todos os tipos de usuários, desde o uso doméstico para pequenos projetos, até os mais sofisticados, cujas licenças costumam ser caras, e são usados quase exclusivamente por profissionais.

Devido ao considerável aumento de complexidade dos projetos de PCI, se faz necessária uma sequência bem definida de passos a serem seguidos no seu desenvolvimento, a qual será descrita nesse trabalho através da utilização do software Altium Designer. Estes passos não são mera arbitragem, mas sim, o resultado da experiência profissional no projeto de PCIs.

O Altium Designer inclui todos os editores e as ferramentas de software necessárias para executar o processo eletrônico de desenvolvimento de um produto. Toda a edição de documentos, compilação e processamento é realizada dentro do ambiente do programa. Este também interage com outros programas para importação de arquivos para a representação em 3 dimensões dos componentes dos circuitos.  O conjunto de características e funcionalidades que estão disponíveis dependerá da licença específica que tenha sido comprado. O ambiente Altium Designer é totalmente personalizável, permitindo que você configure o espaço de trabalho para se adequar à forma de trabalhar.

1. Objetivo

O objetivo desse trabalho é apresentar o software Altium Designer como solução no desenvolvimento de projetos de placas de circuito impresso. Além disso, estão descritas suas ferramentas que auxiliam nas atividades relacionadas ao projeto, sendo que algumas delas diferenciam o software dos demais existentes no mercado.

1. CIRCUITOS IMPRESSOS, ORIGENS E MATERIAIS

        A maioria das publicações sobre o assunto credita a invenção do circuito impresso a um engenheiro austríaco chamado Paul Eisler (1907 - 1995) que na década de 1930, enquanto trabalhava na Inglaterra, utilizou uma placa isolante com trilhas metálicas de cobre na construção de um aparelho de rádio. No entanto, a primeira vez que os circuitos impressos foram usados de uma forma mais ampla foi por volta de 1943, quando foram empregados em equipamentos de rádio para uso militar, onde era essencial que o circuito funcionasse em situações extremamente adversas. Após a Segunda Guerra Mundial os circuitos impressos foram usados em outras aplicações e, com o advento dos transistores, tornou-se a forma mais comum de construção de circuitos transistorizados. Atualmente, placas de circuito impresso (PCIs) são amplamente empregadas em todos os tipos de equipamentos eletrônicos, principalmente quando em sua construção utilizam-se circuitos integrados.

O material inicialmente usado para a fabricação de PCIs foi uma chapa conhecida como fenolite. Nesse caso as chapas são feitas com a mistura de uma resina fenólica com certa quantidade de papel picado ou serragem de madeira apresentando cor marrom claro ou escura. A mistura é moldada e prensada a quente na forma de chapas com diferentes espessuras. O principal problema das chapas de fenolite para circuitos impressos é que elas não reagem bem à ambientes úmidos, pois elas absorvem certa quantidade de água, o que além de prejudicar as suas características isolantes frequentemente faz com que as placas empenem (MEHL).

Na década de 1960, foram criadas as placas conhecidas como fibra de vidro (FV) como alternativa aos problemas apresentados pelas placas de fenolite. Esse tipo de placa é resistente à agua, porém bem mais difícil de ser cortada ou furada. As placas FV são também cerca de 30% mais caras do que as de fenolite. Apesar disso, devido à sua excelente capacidade isolante e estabilidade dimensional, a grande maioria das placas de circuito impresso de equipamentos eletrônicos são fabricas com placas de FV, ficando a fenolite geralmente restrita a projetos de pouca qualidade ou quando se utiliza uma técnica mais artesanal na fabricação. Abaixo uma tabela comparativa entre as características dos dois materiais mais comuns (PEDROSO, 1985).