Principalele subiecte prezentate
1. Componente electronice destinate tehnologiei SMT (V)
Capsule „Fine Pitch”
Pentru un numar de terminale mai mare ca 84 s-a constatat ca utilizarea unor capsule cu distanta dintre terminale de 50 mil nu mai este eficienta si s-a propus trecerea la capsule mai fine numite „fine pitch”.
Standardul adoptat de toti producatorii de circuite VLSI in SUA este o capsula cu 25 mil intre centrele terminalelor de tip „gull wing”. Desi terminalul „J” a fost adoptat ca standard la PLCC-uri, pentru capsule „fine pitch” terminalul „J” devine greu de fabricat.
Capsulele cu pitch de 25 mil (0,635 mm) sunt referite ca EIA MO 986. Numarul de pini ai acestora este de 84, 100, 132, 164, 196 si 244 iar dimensiunea corpului variaza intre 20 mm2 si 42 mm2.
Deoarece capsula prezinta la colturi o margine (bumper) care se extinde cu 2 mil peste cota terminalelor pentru a le proteja in timpul montajului, capsula „fine pitch” se mai numeste BQFP (Bumpered Quad Flat Pack).
Terminalele fiind protejate la atingere, aceste capsule se pot livra in tuburi sau role cu banda. Varianta metalica a acestei capsule este denumita BMQUAD.
Tape Automated Bonding
Conceptul de incapsulare TAB (Tape Automated Bonding) a fost initial realizat ca o alternativa rapida si robusta la sudura cu fire (Wire Bonding). In prezent TAB s-a dovedit a fi o metoda performanta de a realiza transportul si asamblarea chipurilor semiconductoare pe placa de circuit imprimat.
Pentru realizarea TAB se creeaza un set de trasee conductoare pe o banda suport printr-un proces fotolitografic. Reteaua de trasee conductoare sub forma de lamele corespunde pastilelor circuitului integrat neincapsulat (chip).
Conectarea chipului se face intr-o singura operatie, de obicei prin termocompresie. Dupa lipire, chipurile sunt incapsulate in rasina, vezi figura 14 (din articol)
Chip-urile pot fi pastrate in aceasta forma, banda asigurand robustetea structurii. Pentru asamblare banda este plasata pe placa de circuit imprimat, zona exterioara a lamelelor este taiata si indepartata iar capetele ramase sunt lipite pe pastilele aflate pe placa de circuit imprimat.
Capsule Ball Grid Array – BGA
Utilizarea capsulei BGA a fost ceruta de problemele care apar in utilizarea componentelor „fine pitch” cu numar mare de terminale care pun probleme dificile la manipulare.
De asemenea, depunerea pastei de lipit la asemenea dimensiuni este o operatie dificila. Capsulele BGA au terminale robuste sub forma bilelor, iar pitch-ul este sensibil mai mare.
De obicei, introducerea unei familii noi de capsule, cu densitate mai mare de impachetare este insotita de o reducere a randamentului si a calitaiii, cum a fost cazul cu „fine pitch” si TAB.
Cazul BGA este o exceptie, capsula asigurand o densitate mare odata cu cresterea randamentului. Capsula BGA este derivata din capsula PGA (Pin Grid Array), dar in locul pinilor prezinta bile de lipire („solder balls”).
Capsulele Chip Scale Package
O capsula care ocupa cu numai 20 % mai mult din marimea chipului semiconductor se numeste CSP – Chip Scale Package. Capsulele CSP ofera o densitate de impachetare mai mare decat BGA dar mai mica decat flip chip.
Avantajul CSP este ca procesul tehnologic nu este atat de complex ca cel pentru flip chip (procesul C4), ci este compatibil cu procesele din tehnologia montarii pe suprafata.
2. Temporizator cu microcontroler
Realizata cu microcontroler-ul AT 90S1200, aplicatia ofera temporizari maxime de 99 de minute si 59 secunde, programabile.
Montajul este un temporizator bazat pe microcontrolerul AT 90S1200 (de tip AVR) si care este structurat, din punct de vedere constructiv, pe doua circuite imprimate interconectate prin conectorul K9-K10 (figura 1 din articol).
Baza de timp este pilotata de un cristal de cuart cu frecventa de 4,096MHz. Afisarea se face multiplexat pe un display de 4 digiti (IC4) comandat pe intrarile de segmente de un microcontroler (IC1) si pe catozi de bufferul IC2. Circuitul IC2 comanda si releul REL1.
3. Voltmetru de retea pentru PC – cu protectie temporizata la supratensiune
Aparatele de masura cu afisare pe monitorul calculatorului personal tind sa se dezvolte rapid la ora actuala din mai multe motive: din punct de vedere economic, scade costul aparatului prin eliminarea afisajului cu cristale lichide LCD, care este o componenta costisitoare si cu posibilitati de afisare limitate in ceea ce priveste numarul de caractere si paleta coloristica oferita;
Din punct de vedere functional, calculatorul permite implementarea mai multor functii de masura, se pot realiza calcule matematice complicate in intervale scurte de timp, se pot inregistra si stoca valorile masurate, etc.
Scade de asemenea si timpul de proiectare, mediile de programare grafica permitand atat configurarea rapida a interfetelor grafice, cat si realizarea functiilor matematice complexe prin utilizarea unor instructiuni puternice, rezultand coduri de program compacte.
Voltmetrul de retea prezentat in acest articol realizeaza atat functia de masura tensiune, cat si pe cea de protectie la supratensiune, cu o temporizare stabilita de utilizator.
Conectarea la calculator se face prin portul serial. Interfata grafica este realizata in mediul de programare grafica Visual Basic – VB6. Schema electrica a partii hardware este prezentata in figura 1 (din articol).
Aceasta este organizata in jurul unui microcontroler industrial din seria AVR, AT9054433-8PI, care contine si convertorul analog digital (cu aproximatii succesive) necesar procesului de masurare. Referinta de tensiune a ADC are valoarea de +5Vcc si este preluata din sursa de alimentare a microcontrolerului prin filtrul trece-jos R4-05. Convertorul este de 10 biti cu 8 canale.
4. DS18S20 – Senzor de temperatura digital cu bus 1-wire
Circuitul DS18S20 produs de Dallas Semiconductor & Maxim realizeaza functia de termometru digital pe 9 biti. Valoarea masurata a temperaturii este transmisa pe un bus tip Microwire (1-Wire) pentru comunicare cu un microprocesor, de exemplu.
Circuitul are si functia de alarma, pragurile acesteia (jos si sus) sunt setate software de utilizator si memorate intr-o memorie nonvolatila.
Mai multe circuite DS18S20 pot opera simultan pe linia de date. Circuitul prezinta un cod unic pe 64 de biti pentru identificare. Dintre aplicatii amintim: monitorizarea temperaturilor din interiorul cladirilor, masinilor si echipamentelor industriale, monitorizarea proceselor si controlul sistemelor.
Date tehnice:
- gama de temperatura masurata: -55C…+125C;
- precizie +/- 0.5°C in gama -10C…+85C;
- rezolutie 9 biti;
- viteza de conversie: max. 750ms;
- bus 1-Wire pentru comunicatie;
- cod unic de identificare (ID) pe 64 biti;
- praguri alarma setate de user in memorie nevolatila.
5. Termometru pentru PC in retea cu DS18B20
A realiza o interfata pentru PC care sa masoare temperaturi in gama -55…+100C cu o precizie buna, aparent pare un lucru banal pentru multi proiectanti.
Problema apare cand se doreste masurarea la distanta, in diverse puncte, la mai bine de 100m. Solutia vine de la tehnologia „MicroLAN” ce permite partajarea pe un bus „1-Wire” a mai multor componente, fara a afecta rezultatul masurarii.
Montajul pe care il prezentam este o aplicatie directa a circuitului D18B20, respectiv o interfata de masura pentru temperatura pentru PC (instrument virtual).
Interfata se conecteaza la portul COM1 sau COM2 al PC-ului (RS232). Schema electrica (figura 1 din articol) este deosebit de simpla – convertor RS 232/TTL cu CD4007.
Cele doua semnale de port Rx si Tx sunt „adunate” pe un singur fir (fata de masa) – bus-ul 1-Wire si comunica cu DS18B20 la pinul DQ (2).
Alimentarea circuitului CD4007 se face din port prin redresarea, filtrarea si stabilizarea la +5V (cu LM2931A) a semnalelor provenite din port (DCD, DTR si DSR).
6. STK402-xxx
Seria de circuite integrate hibride audio STK402-XXX este produsa de firma SANYO in tehnologia IMST (Insulated Metal Substrate Technology) care permite reducerea cu aproximativ 60% a rezistentei termice a substratului (comparativ cu vechea serie STK407), fapt care a condus la miniaturizarea capsulelor.
- de la 15W/canal pana la 40W/canal (THD=0.4%): 46,6X25,5X8,5mm;
- de la 50W/canal pana la 80W/canal (THD=0.4%): 59,2X31X8,5mm.
- Impedanta de sarcina nominala este de 6 Ohm.
Acelasi circuit imprimat poate fi utilizat pentru intreaga serie (incepand de la 20W pana la 120W pe canal), circuitele integrate fiind compatibile pin la pin.
In tabelul 1 (din articol) sunt redate puterile de iesire (la 0.4% distorsiuni armonice totale, in banda 20Hz…20KHz) pentru toata seria, alaturi de tensiunile de alimentare recomandate de producator.
7. Aprindere electronica – Pentru motoare pe benzina
Montajul electronic prezentat este o aprindere electronica complet tranzistorizata pentru motoare cu ardere ce utilizeaza combustibil benzina.
Aprinderea electronica ofera multiple avantaje, constructorii noilor automobile incluzand-o deja in echiparea noilor modele.
Avantajele sunt:
- pornire mai buna;
- fum degajat mai putin poluant;
- economie de benzina;
- functionare mai buna a motorului, in special la viteze de rulaj foarte mari sau foarte mici;
- uzura mai mica (chiar vizibila) a ruptorului (contactul de platina).
- curent comutat: 4A;
- frecventa de comutare: pana la 500KHz;
- timp de aprindere mediu (tipic): 2ms.
8. Convertor A/D rapid pe 3 biti
Aplicatia prezentata este cunoscuta sub denumirea de convertor paralel.
Un factor important in achizitiile de date sunt intarzierile de conversie care provin dintr-o schema complexa de la lantul generator dintre ferestrau, comparator, numarator sau oscilator.
In cazul schemei prezentate in articol, intarzierea este mica, astfel incat intregul proces de conversie este foarte rapid. Dezavantajul metodei consta in numarul mare de componente, deoarece fiecare pas de conversie necesita un comparator, ceea ce in schema prezentata – conversie pe trei biti – nu este o problema deosebita.
Comparatoarele utilizate sunt de tip LM324. Tensiunile de prag ale acestora sunt furnizate de un regulator de tip LM7805, ce ofera +5V prin divizare cu rezistoare de precizie de +/- 1%.
Tensiunea de referinta fixa (+5V) se aplica intrarilor inversoare a celor trei comparatoare. Semnalul de intrare analogic este aplicat pe intrarile neinversoare ale comparatoarelor. Iesirile acestora sunt cuplate la cele doua buffere neinversoare cuplate in paralel.
Surse:
Buna ziua,
Acest numar nu se poate descarca.
Multumesc !