Laboratoře pro vývoj a realizaci

Fakulta elektrotechnická

České vysoké učení technické

v Praze

informace o laboratoři

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.)

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 14644.

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

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

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.)

CAM 350

Pro práci s výrobními daty systémů pro návrh plošných

spojů a generování výrobních dat je využíván samostatný vývojový prostředek CAM 350.

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

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)

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

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

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 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

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

01005

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 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 01005

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

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

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

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 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

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 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:

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.

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.

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)

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

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.

Kontakty

Address: ČVUT v Praze

Fakulta elektrotechnická

Laboratoře pro vývoj a realizaci

Technická 2

166 27 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:

http://www.lvr.fel.cvut.cz/ http://www.comtel.cz/

PRAHA & EU – INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI

EVROPSKÝ FOND PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ