Brožura se základními informacemi o LVR

Laboratoře pro vývoj a realizaci
na ČVUT FEL
Základní informace
Proč s námi spolupracovat?
Laboratoře pro vývoj a realizaci
realizac na ČVUT v Praze jsou budovány jako špičkové
pracoviště, které je schopno zajistit komplexní rozsah činnosti v oblasti elektroniky, a to od
vývoje přes výrobu až po funkční testování. Laboratořím je
j k dispozici unikátní přístrojové
vybavení, znalosti a zkušenosti
ušenosti z akademické oblasti a praxe. LVR může svým zákazníkům
nabídnout především:
•
•
•
•
•
•
unikátní technologie v oblasti vývoje, výroby a testování
řešení na „klíč“
využití nejnovějších akademických znalostí
zn
v praxi
komplexní řešení od vývoje po realizaci a testování
využití některé
ěkteré dílčí činnosti nabízené LVR
procesní řízení informačním systémem (zakázky, projekty, testování, sklad atd.)
vědecké
zázemí
univerzity
LVR
INFORMACE O LVR
3/21
Unikátní
nikátní technologie laboratoří
Laboratoře pro vývoj a realizaci 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.
Vývoj
• MentorGraphics
• OrCAD
• CAM350
• AutoCAD
• Vývojové
prostředky pro
MCU
• Vývojové
prostředky pro
FPGA
• Diagnostický
systém JTAG
ProVision
Výroba
• Poloatomatický
sítotisk
s automatickou
kontrolou
• Automatické
osazování
• Pájení v parách
• Opravárenské
pracoviště
(REWORK)
• Sušící skříň na
součástky
• Myčka
Testování
• Rentgenová
kontrola (3D - XRay)
• Optická kontrola
• Automatická
optická inspekce
• JTAG Technologie
• Elektrická měření a
funkční testování
Zaručená čistota
istota výrobních prostor
Prostory vyhrazené pro realizační
reali
část Laboratoří
aboratoří zaručují pro výrobu, diagnostiku
diagnostik a
skladování prostředí s čistotou odpovídající čistotě operačního sálu. Vytvoření požadované
požadova
čistoty v příslušných prostorech je zajištěno jednak vícestupňovou filtrací vzduchu za použití
HEPA filtrů a ESD prostředků,, jednak udržováním stálého přetlaku. Vstup do čistých prostor
výroby je zabezpečený přes přest
řestupovou místnost s elektronickou kontrolou režimu provozu.
Čisté prostory
tory jsou navrženy tak, aby splňovaly
splňovaly požadavky třídy D dle normy
EN ISO 14644.
INFORMACE O LVR
4/21
Vývoj
LVR disponuje škálou komerčních licencí k vývojovým prostředkům, které umožňují
komplexní návrh a testování desek plošných spojů (DPS). Konkrétně
étně se jedná o tyto návrhové
prostředky:
•
•
•
•
vývojové prostředky pro komplexní návrh desek plošných spojů
o Mentor Graphics, OrCAD,
OrCAD CAM350
vývojový prostředek pro návrh mechanických sestav a podsestav
o AutoCAD
vývojová
ývojová 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
INFORMACE O LVR
Mentor
Graphics,
OrCAD
AutoCAD
FW
JTAG
ProVision
5/21
Mentor Graphics
Celosvětově rozšířený modulárně řešený návrhový systém Mentor Graphics
představuje komplexní vývojové prostředí pro návrh DPS, včetně možnosti různých úrovní
simulace (např. obvodové, teplotní atd.). Tento návrhový systém tvroří vzájemně
spolupracující moduly, které umnožňují vlastní tvrobu schématu, simulaci a tvorbu motivu
plošného spoje včetně výrobních podkladů provázaných s informačním systémem LVR.
Konkrétní sestava SW modulů, které jsou zkušeným návrhářům v LVR 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 vlnových 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
INFORMACE O LVR
6/21
OrCAD
Kromě systému MentorGraphics disponuje LVR také návrhovým systémem OrCAD
(OrCAD PCB Designer, OrCAD EE Designer), který slouží ke kompletnímu návrhu DPS včetně
simulace obvodového zapojení.
zapojení Poskytuje pracovníkům vývoje
oje plnou podporu především
díky následujícím
ícím funkcionalitám:
•
•
•
•
•
•
editor schémat – pro vlastní tvorbu schémat
editor motivu plošného spoje včetně generování výrobních podkladů (ve formátu
Gerber
rber 274D a 274X, NC Drill/Mill)
Drill/Mill
editory pro podporu tvorby knihovních prvků
současná
asná simulace analogových a digitálních obvodů
možnost tvorby hierarchických sestav
simulace
ulace podporující typy analýz (např. stejnosměrnou analýzu, střídavou analýzu
v časové i frekvenční oblasti atd.)
CAM 350
Pro práci s výrobními daty systémů pro návrh plošných spojů (DPS) a generování
g
výrobních
robních dat bude LVR využívat samostatný vývojový prostředek CAM 350.
INFORMACE O LVR
7/21
AutoCAD
Laboratoře jsou vybaveny dále SW prostředky pro konstrukční a projekční práce ve
2D a 3D (AutoCAD LT a AutoCAD Inventor). Tyto prostředky umožňují navrhovat mechanické
sestavy a podsestavy, kreslení a editaci mechanických dílu s možností spolupráce
s návrhovýni srostředky pro návrh DPS. 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
INFORMACE O LVR
8/21
Vývojová prostředí pro tvorbu Firmware
Laboratoře por vývoj a realizaci rovněž disponují 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)
ProVision Designer Station vývojové prostředí pro JTAG aplikace
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 sofistikovaké testování
knihovna modelů součástek boundary-scan
skriptovací knihovny JFT (JTAG FunctionalTest)
INFORMACE O LVR
9/21
Výroba
Řešení Laboratoří
aboratoří formou čtyř vzájemně propojených místností určených pro výrobu,
diagnostiku a skladování umožňuje, aby byl na jednom místě realizován celý výrobní proces.
proces
Prostory jsou vybaveny ESD prostředky pro antistatickou ochranu, dále splňují přísné
požadavky na čistotu prostor pro výrobu elektroniky. K realizaci výrobního procesu
počínajícím nanesením pasty, následným osazením, pájením a čištěním a končícím
končící finálními
úpravami, případně
padně opravami DPS osazených
os
a zapájených je pracovníkům k dispozici
následující přístrojové
ové vybavení:
vybavení
•
•
•
•
•
•
Poloautomatické sítotiskové zařízení s automatickou kontrolou procesu A23
Automatické osazovací
osazovac zařízení FLX 2011 V
Zařízení pro pájení v parách SLC 509
Automatické čistící zařízení Super SWASCH II
Sušící skříň s automatikou X-TREME
X
Opravárenská (REWORK)
RK) stanice IRPL650A
sítotisk
INFORMACE O LVR
sušení
osazování
pájení
čištění
opravy
10/21
Poloautomatické sítotiskové zařízení s automatickou kontrolou procesu 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 čistící jednotkou pro šablony
Parametry DPS:
•
•
•
maximální rozměr DPS 400 x 395 mm
maximální rozsah tiskového motivu 390 x 360 mm
tloušťka DPS < 4cm
Automatické osazovací zařízení FLX 2011 V
FLX 2011 V je jedním z představitelů švýcarské školy přesné techniky sloužících
k automatickému osazování v rozsahu malosériové výroby vzorků/prototypů.
Obecná charakteristika:
•
•
•
•
•
•
bezkontaktní laserový středicí systém pro středění
součástek do roztečí 0,5 mm
rychlý vizualizační středící 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
01005
INFORMACE O LVR
11/21
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
Zařízení pro pájení v parách SLC 509
Dvoukomorový, velmi těsný systém s minimalizací úniku pájecího média umožňuje
zařízení pro pájení v parách SLC 509, taktéž k dispozici v LVR.
Obecná charakteristika:
•
•
•
•
•
•
použité médium – Galden HS 240 s teplotou
varu 240 °C
podpora olovnaté a 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 01005
termočlánky pro analýzu a ladění teplotního
profilu
Parametry DPS:
•
•
maximální rozměr DPS 540 x 350 mm
rozsah výšky pájecí sestavy 0 - 80 mm
INFORMACE O LVR
12/21
Automatické čistící zařízení Super SWASCH II
LVR disponuje také vlastním automatickým jednokomorovým vícestupňovým
zařízením, které umožňuje čištění DPS po pájení, vadných tisků a sítotiskových šablon.
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
Sušící skříň a automatikou X-TREME
Pro sušení, vysoušení a skladování elektronických součástek citlivých na vlhkost je
v Laboratoři k dispozici sušící 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 m2 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
INFORMACE O LVR
13/21
Opravárenská (REWORK) stanice IRPL650A
LVR má k dispozici také nejnovější model opravárenského systému umožňující pájení i
odpájení součástek z DPS. Pro zapájení či odpájení je možno zvolit příslušný profil, tj. pájecí
či odpájecí. Stanice byla speciálně vyvinuta pro mimořádně velké a hmotné DPS, přičemž
technologie dynamického ohřevu je založena na 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 horních 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
INFORMACE O LVR
14/21
Testování
Laboratoře pro vývoj a realizaci mají také samostatnou část zabývající se testováním a
diagnostikou vzorků. K tomu mají pracovníci laboratoří k dispozici především dvě moderní
zařízení, dále poté vybavení, které slouží k elektrickému funkčnímu měření a testování.
•
•
•
•
Automatická optická inspekce Marantz iSpector HDL 650
Rentgenové kontrolní zařízení GE Phoenix x-ray Nanomex 180T s CT
Elektrická měření a funkční testování
Ruční optická inspekce
Automatické 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 01005
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
INFORMACE O LVR
15/21
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.
Obecná charakteristika:
•
•
•
•
•
•
•
maximální zvětšení 23 320x
inspekce při bočním pohledu pod úhlem
70°
180 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)
Ukázka výstupů z RTG:
INFORMACE O LVR
16/21
Elektrická měření a funkční testování
V LVR jsou pracoviště vývoje,
vý
výroby a diagnostiky vybavena taktéž měřicí technikou
pro elektrická měření a funkční testování.
testování Veškerá zařízení využívají pracovníci k dosažení co
nejvyšší kvality a spolehlivosti.
spolehlivosti
Osciloskop
Generátor signálu
DPO 4034B +
TCP0030
AFG 3102
Logický analyzátor
LCR metr
MSO 3014
HM 8118
Čítač
FCA 3000
INFORMACE O LVR
Elektronická zátěž
Chroma 6334A +
63303A + A631003
Laboratorní zdroje
(ruční, výkonový DC,
programovatelný)
Univerzální
programátor
Galep 5
Multimetr
(ruční, stolní)
17/21
Ruční optická inspekce
K ruční optické inspekci slouží pracovníkům Laboratoří moderní mikroskop
s přídavnou digitální 1,3 Mpix barevnou kamerou s vysokým rozlišením a C-Mount závitem.
Kamera komunikuje přes USB se samostatným PC, na kterém je nainstalován speciální SW
pixel-fox umožňující zobrazení, měření a archivaci.
INFORMACE O LVR
18/21
Co nabízíme
Vývojové práce v oblasti elektronických zařízení a podsestav
•
•
•
•
•
systémové řešení a technickou specifikaci vyvíjeného zařízení
vývoj zapojení elektronických desek, optimalizaci jejich návrhů
návrh i vícevrstvých DPS
konstrukci mechanických dílů a sestav, začlenění nakupovaných materiálů a modulů
vývoj FW a SW pro vyvinutý HW
Výrobní, opravárenské a diagnostické práce
•
•
•
•
•
v oblasti zajištění 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 vlastní výrobou (sušení)
zajištění dokumentace, materiálu
Kontrolu, testování, měření a diagnostiku
•
•
•
elektrickou funkční kontrolu osazených desek, zařízení a sestav
optická kontrolu (klasickou, automatickou)
rentgenovou kontrolu kvality pájení (3D zobrazení, vysoká citlivost)
Čistotu operačního sálu – prostory LVR
Prostory Laboratoří na FEL ČVUT v Praze jsou tvořeny celkem pěti místnostmi (viz
následující stranu). Jak již bylo zmíněno, jedná se o samostatnou část pro vývoj a informační
systém a čisté prostory pro výrobu, testování a sklad. Tyto prostory splňují náročné
požadavky pro čisté výrobní prostory. Jedná se především o požadavky na čisté a bezprašné
prostředí.
Zkušenosti z odborné spolupráce s výrobními a obchodními firmami
Přednáškovou a poradenskou činnost v oblasti vývojových, výrobních a diagnostických
technologií
INFORMACE O LVR
19/21
25
7
1
8
6
31
31
30
B
A
29
23
7
22a
29
24
22a
29
31
30
31
23
30
30
25, 30 30
30
31
30
30
30
2,2 m
28
9
30
31
13
C
29
31
16
29
29
31
16
21
a
31
12
31
26
Označují jednotlivé místnosti
3
2
4
5
11
31
31
31
13
15
28
15
28
31
14
31
14
31
14
31
F
10
26
12a
28
E
31
22
D
25
13
31
22a
26a 28
27
9a
31
26
21
31
14
A – vstupní prostor oddělující chodbu od čistých a antistatických výrobních a skladových prostor
B – sklad součástek, zásobování
C – pracoviště SMD montáže a oprav
D – pracoviště optické, rentgenové a elektrické inspekce a kontroly
E + F – pracoviště vývoje, konstrukce a informačního systému (příčka mezi E a F bude zrušena)
Označují umístění nejdůležitějších zařízení:
1 – skladovací sušicí skříň s automatikou (X-TREME)
2 – poloautomatické sítotiskové zařízení s automatickou kontrolou procesu (A23)
3 – automatické osazovací zařízení (FLX 2011 V)
4 – zařízení pro pájení v parách (SLC 509)
5 – automatické čisticí zařízení – myčka (Super SWASH II)
6 – opravárenská stanice pro DPS (IRPL650A), stůl 110 x 80 cm
9, 9a – rentgen 3D CT (GE Phoenix X-ray Nanomex 180T), vč. SW pracoviště
10 – rezerva (pro elektrický flying probes tester plánovaný ve 2. etapě)
11 – automatická optická inspekce (Marantz iSpector HDL 650) a PC
31
14
26b
Kontakty
Adresa:
ČVUT v Praze
Fakulta elektrotechnická
Laboratoře pro vývoj a realizaci
Technická 2
166 27 Praha 6
Vedoucí LVR:
Ing. Antonín Havlík
E-mail: [email protected]
Asistentka:
Bc. Alina Kravchuk
E-mail: [email protected]
Projektový manažer: Ing. Jiří Hájek, Ph.D
E-mail: [email protected]
Veškeré další informace lze získat: http://lvr.fel.cvut.cz/
[email protected]
INFORMACE O LVR
21/21