Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
EME-1-407-s
Name:
Basics of PCB design with CAD/CAM software
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Microelectronics in industry and medicine
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Kasiński Krzysztof (kasinski@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Kasiński Krzysztof (kasinski@agh.edu.pl)
dr inż. Otfinowski Piotr (potfin@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Jest świadomy podstawowych aspektów ekonomicznych dotyczących projektowania urządzeń elektronicznych, rozumie wpływ urządzeń elektronicznych na środowisko naturalne i bezpieczeństwo użytkownika. ME1A_K05, ME1A_K02 Activity during classes
Skills
M_U001 Projektuje obwód drukowany układu elektronicznego (elementy pasywne, wzmacniacz operacyjny, konektory) w programie typu CAD/CAE korzystając również z kart katalogowych i not aplikacyjnych. ME1A_U25, ME1A_U10, ME1A_U01, ME1A_U05, ME1A_U15, ME1A_U19, ME1A_U18, ME1A_U17 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Wyszukuje dokumentację elementu elektronicznego i na jej podstawie przygotowuje własny element biblioteczny do wykorzystania w projektowaniu obwodów drukowanych. ME1A_U10, ME1A_U01, ME1A_U05, ME1A_U15, ME1A_U19, ME1A_U18, ME1A_U17 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U003 Sprawdza projekt PCB pod kątem podstawowych reguł projektowych DRC i ERC (minimalna szerokość ścieżki, odstępy, zwarcia, przerwy) i interpretuje wyniki tych analiz. ME1A_U10, ME1A_U15, ME1A_U19, ME1A_U18, ME1A_U17 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U004 Generuje zestaw plików niezbędnych do produkcji zaprojektowanego obwodu drukowanego (na podstawie wymagań wybranego producenta). ME1A_U10, ME1A_U01, ME1A_U20, ME1A_U19, ME1A_U18 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U005 Planuje i realizuje rozmieszczenie oraz sieć połączeń elementów elektronicznych zgodnie ze schematem na obszarze prostego, dwuwarstwowego obwodu drukowanego. ME1A_U10, ME1A_U16, ME1A_U15, ME1A_U19, ME1A_U18 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Wymienia podstawowe możliwości oprogramowania inżynierskiego typu CAD/CAE dla elektroników. ME1A_W17, ME1A_W18 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 Wymienia podstawy procesu produkcji obwodów drukowanych od projektu przez poszczególne etapy produkcji aż po testowanie. ME1A_W17, ME1A_W05 Test
M_W003 Wymienia i opisuje podstawowe obudowy układów scalonych oraz metody montażu komponentów na obwodach drukowanych ME1A_W17, ME1A_W19, ME1A_W16 Test
M_W004 Wymienia podstawowe reguły projektowania obwodów drukowanych pod kątem: reguł DRC, EMC, produkcji seryjnej. ME1A_W17, ME1A_W18 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Jest świadomy podstawowych aspektów ekonomicznych dotyczących projektowania urządzeń elektronicznych, rozumie wpływ urządzeń elektronicznych na środowisko naturalne i bezpieczeństwo użytkownika. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Projektuje obwód drukowany układu elektronicznego (elementy pasywne, wzmacniacz operacyjny, konektory) w programie typu CAD/CAE korzystając również z kart katalogowych i not aplikacyjnych. - - + - - - - - - - -
M_U002 Wyszukuje dokumentację elementu elektronicznego i na jej podstawie przygotowuje własny element biblioteczny do wykorzystania w projektowaniu obwodów drukowanych. + - + - - - - - - - -
M_U003 Sprawdza projekt PCB pod kątem podstawowych reguł projektowych DRC i ERC (minimalna szerokość ścieżki, odstępy, zwarcia, przerwy) i interpretuje wyniki tych analiz. - - + - - - - - - - -
M_U004 Generuje zestaw plików niezbędnych do produkcji zaprojektowanego obwodu drukowanego (na podstawie wymagań wybranego producenta). - - + - - - - - - - -
M_U005 Planuje i realizuje rozmieszczenie oraz sieć połączeń elementów elektronicznych zgodnie ze schematem na obszarze prostego, dwuwarstwowego obwodu drukowanego. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Wymienia podstawowe możliwości oprogramowania inżynierskiego typu CAD/CAE dla elektroników. + - - - - - - - - - -
M_W002 Wymienia podstawy procesu produkcji obwodów drukowanych od projektu przez poszczególne etapy produkcji aż po testowanie. + - - - - - - - - - -
M_W003 Wymienia i opisuje podstawowe obudowy układów scalonych oraz metody montażu komponentów na obwodach drukowanych + - - - - - - - - - -
M_W004 Wymienia podstawowe reguły projektowania obwodów drukowanych pod kątem: reguł DRC, EMC, produkcji seryjnej. + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Zakres tematyczny wykładów:
1. Podstawy technologii produkcji obwodów drukowanych (PCB).
2. Podstawy technologii pakowania i montażu układów elektronicznych.
3. Oprogramowanie CAD/CAE – przegląd rynku, możliwości, obsługa.
4. Metodologia projektowania wielowarstwowych obwodów drukowanych.
5. Zagadnienia związane z signal integrity.
6. Zasady projektowania PCB pod kątem EMC.
7. Zasady projektowania PCB pod kątem produkcji seryjnej.
8. Przygotowanie dokumentacji produkcyjnej.
9. Symulacje w oprogramowaniu CAD/CAE.

Laboratory classes:

Zakres tematyczny zajęć laboratoryjnych.
1. Wprowadzenie do oprogramowania Altium Designer.
2. Tworzenie projektu, edycja i importowanie schematów. Schematy hierarchiczne.
3. Dostęp i obsługa wbudowanych bibliotek elementów elektronicznych.
4. Tworzenie własnych bibliotek na podstawie dokumentacji producenta.
5. Projektowanie wielowarstwowych obwodów drukowanych.
- optymalne rozmieszczanie elementów
- narzędzia do łączenia elementów (ręczne i automatyczne)
- konfiguracja i wykorzystywanie obszarów
- konfigurowanie warstw obwodu drukowanego
- konfiguracja i sprawdzanie reguł projektowych (DRC, ERC)
- przygotowanie dokumentacji produkcyjnej.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 131 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Preparation for classes 20 h
Realization of independently performed tasks 35 h
Participation in laboratory classes 28 h
Participation in lectures 28 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 20 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny jest uzyskanie zaliczenia z zajęć laboratoryjnych oraz kolokwium z wykładu.
Ocena z laboratorium:
- kolokwium 40%
- sprawozdania 60%
Oblicza się średnią ważoną punktów z laboratorium (70%) i kolokwium z wykładu (30%). Całkowita liczba punktów wyrażona w procentach podlega następnie konwersji na ocenę końcową zgodnie z regulaminem studiów.

Prerequisites and additional requirements:

- znajomość podstaw elektroniki
- znajomość metod symulacji obwodów elektronicznych

Recommended literature and teaching resources:

1. Bruce Archambeault, PCB Design for Real-World EMI Control, Springer, 2002.
2. Podręcznik użytkownika programu Altium Designer.
3. Walt Kester, High Speed System Applications, Analog Devices, 2006.
4. Walt Kester, Mixed-Signal Hardware and Housekeeping Techniques, Analog Devices, 2006.
5. Ryszard Kisiel, Podstawy technologii montażu dla elektroników, BTC, 2012.
6. Normy IPC dotyczące technologii lutowania.
7. Marek Smyczek, Protel DXP – pierwsze kroki, BTC, 2007.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

K. Kasinski, et al., Dual-stage, Time-over-Threshold Based Prototype Readout ASIC for Silicon Microstrip Sensors, Microelectronics Journal (2015). DOI: 10.1016/j.mejo.2015.10.011.
K. Kasinski, et al., Test system of the Time-over-Threshold based chip optimized for linear transfer characteristics and low power for particle tracking applications, Proc. MIXDES 2015.
W. Zubrzycka, K. Kasinski, Laser system for testing radiation imaging detector circuits, Proc. of SPIE Vol. 9662.

Additional information:

None