Proiectarea asistată de calculator în domeniul electronicii presupune cunoaşterea şi stăpânirea unor termeni specifici care, în corelaţie cu noţiuni de fabricaţie şi tehnologie, permit specialistului să cuprindă multiplele aspecte ale dezvoltării de module şi sisteme electronice. În cele ce urmează este prezentat un glosar util tuturor celor implicaţi în conceperea şi realizarea de produse, în special celor interesaţi de proiectarea circuitelor imprimate şi modulelor electronice. Informaţiile de mai jos doresc să vină şi în întâmpinarea specialiştilor cu mai puţină experienţă sau pasionaţilor de electronică, în vederea înţelegerii unor termeni de specialitate ce se regăsesc în multe din articolele revistei (a se vedea, de exemplu, serialul despre Orcad sau articolele orientate spre proiectarea tehnologică a unor aplicaţii de larg interes). Prezentul glosar conţine în general termeni în limba română corespunzători domeniilor prezentate în titlu. Există situaţii în care termenul în română nu este o traducere fidelă a celui din engleză. În cazul în care nu s-a reuşit găsirea unui corespondent sugestiv, s-a preferat menţinerea termenului în engleză şi, eventual, modificarea relativ minoră a sa în vederea obţinerii unei înglobări rezonabile în limba română (scrisă sau vorbită).
– acid trap (capcană de acid) – Zonă unghiulară în cadrul unei structuri de interconectare (circuit imprimat), cu unghiuri mai mici de 90O, unde soluţia de corodare, datorită unor fenomene superficiale, se acumulează şi poate rămâne chiar şi după spălare şi curăţare. În timp, această acumulare generează supracorodarea respectivei zone.
– articol – entitate ce defineşte la modul general tot ce se aduce de către utilizator în aria de lucru (simbol, componentă fizică, capsulă, text, pastilă, cupru, formă (detaliu, figură) neelectrică, traseu, contur, etc.);
– autorutare – metodă de transformare automată a conexiunilor-PCB dintre pastilele capsulelor în trasee de interconectare. Autorutarea se poate realiza fie pe unul sau mai multe layere din cadrul plăcii virtuale de circuit imprimat. Pentru a nu avea surprize neplăcute în cadrul fazei de rutare a traseelor, utilizatorul trebuie să înţeleagă exact facilităţile şi limitele autorutării, pentru a nu o folosi sub performanţele garantate de firma producătoare dar nici pentru a nu se aştepta la rezolvări excepţionale, imposibile în realitate.
– bibliotecă – fişier bază de date (aflat pe disc sau stocat pe o dischetă) care conţine informaţii despre articolele care sunt folosite la realizarea unui proiect. Uzual, există trei tipuri de biblioteci:
1. biblioteca de simboluri
2. biblioteca de capsule
3. biblioteca de componente fizice
La programele performante bibliotecile de simboluri şi componente fizice au fuzionat.
– blind via – o gaură de trecere (vezi gaură de trecere) care este vizibilă doar de pe una din feţele plăcii de cablaj imprimat deoarece face conectarea între stratul extern vizibil şi un strat intern, fără să perforeze placa de pe o parte pe cealaltă.
– board – contur al plăcii virtuale de circuit imprimat. Generarea unui contur închis realizează separarea între zona din interior, arie care va deveni placa propriu-zisă şi cea din exterior, care este aria de lucru a programului, neinteresantă pentru utilizator.
– buried via – o gaură de trecere (vezi gaură de trecere) care face conectarea între două straturi electrice interne. De aici apare termenul “buried”- îngropat, deoarece gaura este îngropată în interiorul plăcii de cablaj imprimat, fără să fie vizibilă din exterior.
– capsulă (shape, pattern, footprint) – proiecţia pe un plan orizontal XOY a capsulei unei componente electronice reale, stocată în biblioteca de capsule la dimensiuni în totală corelaţie cu realitatea, aşa cum apare pe placa de circuit imprimat, în blocul PCB LAYOUT. Capsula conţine informaţii legate de forma şi dimensiunile componentei electronice, precum şi ale pastilelor din cadrul ei.
– componentă – articol de bază al blocului PCB, care rezultă în urma operaţiei de numire a unei capsule aduse din bibliotecă. Noţiunile de componentă şi capsulă nu sunt echivalente. Capsula este o formă (shape, pattern, footprint) ce conţine numai informaţii geometrice ale componentei reale. Componenta poate fi, în cazul cel mai simplu, o capsulă la care s-a adăugat manual sau automat un nume PCB, dar ea se poate prezenta utilizatorului de componente fizice ca un articol tehnologic complex ce conţine date despre diversele comutări/permutări de pini sau de porţi în interiorul unei componente sau chiar între componente diferite dar identice ca structură internă.
– componentă fizică – articol de proiectare (numit şi part), stocat în bibliotecile de componente fizice, care poartă numele componentei (fizice) reale (de exemplu BC 107 pentru tranzistorul de acest tip). Un part descrie componenta electronică produsă de fabricant atât din punct de vedere electric cât şi din punct de vedere geometric sau tehnologic. În cadrul acestui fişier se precizează numele componentei reale, descrierea ei, tipul de capsulă utilizat, simbolul grafic asociat în SCM, diversele echivalenţe (interne şi externe) de pini sau porţi, tipul şi poziţia tuturor pinilor componentei.
– conector – articol electric de proiectare ce permite conectarea schemei electrice (structurii de interconectare) cu exteriorul (în general cu restul echipamentului electronic din care face parte) şi care conţine pini special destinaţi acestui scop.
– copper – zonă (arie) de cupru care poate fi realizată pe placa de cablaj imprimat în diverse scopuri (plan de alimentare, radiator termic pentru componente disipative, zone pentru blocarea rutării, suprafeţe pentru introducerea unor inscripţionări, etc.).
– direcţie axială majoritară – reprezintă direcţia majorităţii capsulelor de tip DIP (direcţia unei astfel de capsule este dată de direcţia cu care este paralelă lungimea respectivei componente). Dacă numărul de capsule poziţionate după axa OX este identic cu cel al capsulelor poziţionate după axa OY, direcţia considerată majoritară este OX.
– edge connector – vezi conector;
– faţă – suprafaţă plană pe care are loc dispunerea capsulelor, pastilelor, găurilor de trecere, traseelor, textelor, zonelor de cupru, etc. Noţiunea de “faţă” se utilizează pentru straturile electrice extreme ale unei plăci reale de circuit imprimat; sunt des utilizate denumirile “faţă cu componente” şi “faţă cu lipituri”. Pentru straturile electrice interne, pentru straturile neelectrice şi pentru layer-ele (straturile virtuale) afişate în cadrul proiectării pe ecranul calculatorului nu se recomandă folosirea acestui termen;
– fotoplotter – echipament periferic de tip plotter la care scrierea (numită în limbaj tehnic şi plotare) nu se realizeză cu tuş sau cerneală, ci cu lumină. Pentru un fotoploter noţiunea de unealtă (sculă) de scriere reprezintă de fapt apertura de o anumită formă ce permite trecerea luminii în vederea realizării unei forme date prin impresionarea unui film asemănător celui fotografic dar de dimensiuni mult mai mari. O apertură poate fi folosită fără deplasarea capului de plotare (flash) pentru realizarea de pastile sau găuri de trecere sau cu deplasarea capului de plotare (draw) pentru realizarea de trasee, linii sau arce de cerc. Fotoploterele se împart în două tipuri: vectoriale şi cu rasterizare (laser). În prezent cele mai utilizate fotoplotere sunt cele laser, celelalte fiind considerate depăşite.
– gaură de trecere – gaură cu pereţi metalizaţi care face posibilă legătura electrică între două trasee situate pe straturi electrice diferite. Găurile de trecere sunt introduse manual sau automat, funcţie de configurarea sistemului de proiectare. În cazul proiectării virtuale, ea reprezintă un articol asociat unui traseu de interconectare care se poate introduce pentru a transfera respectivul traseu de pe un strat pe altul, păstrând legătura electrică;
– Gerber – format standard de facto al fişierelor de postprocesare pentru comanda fotoplotterelor. Mai precis, standardul este EIA RS 274-D. Fiecare fişier Gerber conţine informaţii despre un singur layer. Termenul de Gerber provine de la firma Gerber Scientific Instruments, un pionier şi lider al fabricaţiei de fotoplotere;
– grilă de rutare – grilă invizibilă, asemănătoare ca semnificaţie şi ca mod în care trebuie să fie tratată cu grila de lucru (working-grid). Ea determină poziţia tuturor segmentelor de traseu electric orientate după direcţiile OX şi OY. De aceea, în urma rutării automate toate traseele se află plasate pe această grilă. Excepţie fac doar terminaţiile la pastile aflate în puncte ce nu fac parte din grila de rutare sau unele porţiuni ale traseelor de tip memory.
– layer – plan virtual de lucru al programului în care pot exista articole ca: pastile, trasee, text, componente ş.a., în funcţie de proiectul la care se lucrează. În general noţiunea de layer (sau de strat virtual) este utilizată în cazul plăcilor virtuale aflate în lucru sau stocate pe un calculator, iar noţiunea de strat (plan) în cazul plăcilor de circuit imprimat (în limba română se mai foloseşte şi prescurtarea PCI) reale obţinute în urma fabricaţiei.
La proiectarea pe calculator (proiectare virtuală) layer-ele sunt considerate a fi de două tipuri: electrice (ex.: layer-ele cu trasee, layer-ul plan de masă, layer-ul plan de alimentare) şi neelectrice (ex.: layer-ul mască de lipire (solder-mask), layer-ul mască de inscripţionare (silk-mask). Aceste layer-e trebuie privite prin transparenţă, layer-ul 1 (TOP) fiind cel “lipit” de ecranul calculatorului. Pentru layer-ele electrice considerate mai importante sunt folosite următoarele denumiri:
• minimum layer, TOP sau MIN – reprezintă layer-ul aflat spre utilizator, faţă (strat, plan) pe care, la o placă reală, se plantează în mod normal componentele.
• maximum layer, BOTTOM sau MAX – reprezintă layer-ul aflat pe partea cealaltă a plăcii virtuale, faţă (strat, plan) pe care, la o placă reală, se efectuează de obicei lipirea componentelor.
În ultimii douăzeci ani tehnologia montării pe suprafaţă (SMT- Surface Mount Technology) a pătruns puternic în toate domeniile electronicii. Pe o placă pe care sunt utilizate componente SMD (SMD – Surface Mounted Devices) pot exista şi componente clasice, conectate prin terminale. Există, de asemenea, posibilitatea plasării componentelor SMD atât pe TOP layer cât şi pe BOTTOM layer, deci operaţia de lipire poate fi necesar a fi făcută pe ambele feţe ale unei plăci şi noţiunea de faţă cu lipituri îşi pierde semnificaţia.
– layout – reprezintă placa de circuit (cablaj) imprimat virtuală care este proiectată cu ajutorul calculatorului şi este stocată pe disc sub formă de fişier (în diverse stadii de proiectare).
– library – vezi bibliotecă.
– listă de aperturi – raport de postprocesare ce defineşte entităţile Gerber (numărul aperturii, forma şi dimensiunile) care vor fi utilizate în vederea realizării filmului tehnic de fabricaţie. La standardul RS 274-D această listă este separată de fişierul Gerber de fabricaţie, în timp ce la standardul RS 274-X ea este înglobată în fişierul Gerber.
– maximum layer – vezi layer.
– minimum layer – vezi layer.
– mirror – vezi oglindire;
– modul (M) – unitate practică de definire a distanţelor în tehnologia circuitelor imprimate, egală cu o zecime de inch.
1M = 1/10 inch = 2,54 mm = 100 mil
De exemplu, pinii unui circuit integrat în capsula DIP14 sau DIP16 standard sunt plasaţi din modul în modul.
– NC (Numerically Controlled) – se referă uzual la fişiere de fabricaţie care comandă maşinile de găurit în coordonate.
– număr pin (număr electric de pin, n.e.p.) – este un număr ataşat unui pin şi care specifică ordinea acestui pin în cadrul simbolului sau capsulei. Numărul pinului poate avea valori cuprinse între 1 şi sute sau chiar mii. Sistemul de proiectare realizează corespondenţa SCM-PCB între pini şi pastile pe baza acestui număr.
– nume PCB (de componentă) – nume care apare în desenul schematic şi pe placa de circuit imprimat; el identifică respectiva componentă sau capsulă. Exemple: R18, T4, IC21, C201, etc.; se mai numeşte şi “reference”.
– nume componentă fizică (nume part) – este numele componentei fizice care va fi regăsit în cadrul bibliotecii şi care este identic cu numele unei componente electronice reale produse de un fabricant. Exemple: SN5400, Z80CPU, MC14093B, etc.;
– obiect – vezi articol;
– oglindire – operaţie prin care un simbol, componentă sau alt articol apare sub o formă oglindită. În blocul SCM operaţia de oglindire nu are o foarte mare importanţă, ea fiind utilă în cazul anumitor simboluri, care prin oglindire asigură o formă grafică convenabilă. În blocul PCB operaţia de oglindire este deosebit de importantă dacă se ţine seama că articole cum ar fi textul sau componentele trebuie oglindite atunci când sunt situate în BOTTOM layer;
– pad – vezi pastilă;
– panelizare – procedură de plasare a mai multor copii ale unui proiect PCB pe un singur film destinat fabricaţiei. Acest lucru permite fabricarea unui număr mare de plăci în cadrul unui singur flux de fabricaţie, cu reduceri semnificative de timp şi costuri.
– part – vezi componentă fizică;
– pastilă – articol de cupru de dimensiuni şi forme diferite ce reprezintă suprafaţa pe care are loc lipirea terminalului unei componente pe placa de cablaj imprimat. În cazul dispozitivelor cu montare pe suprafaţă (SMD) pastilele sunt în general de forme rectangulare şi nu posedă gaura specifică componentelor through hole. O situaţie oarecum asemănătoare se întâlneşte şi în cazul plăcilor care se introduc în sloturi, conectoarele lor având pastilele cu forme de tip stadion, glonţ, dreptunghi ce se găsesc pe ambele feţe şi nu prezintă găuri.
– PCB – abreviere de la Printed Circuit Board = placă (circuit) imprimat, termen folosit pentru blocul component al sistemelor de proiectare care realizează structura circuitului imprimat.
– placă – vezi placă de circuit (cablaj) imprimat.
– placă de circuit (cablaj) imprimat – substrat placat iniţial cu cupru, care în urma fabricaţiei devine un subansamblu electronic nenormalizat (dedicat) ce conţine structuri pasive de interconectare mai mult sau mai puţin complexe, realizate prin tehnologia substractivă (în cazul unui substrat neplacat se pot obţine astfel de plăci prin tehnologii aditive sau de sinteză). De obicei noţiunea de placă se foloseşte atât pentru subansamblul real obţinut după fabricaţie cât şi pentru cel virtual iar cea de layout mai mult pentru subansamblul virtual de pe ecranul calculatorului.
– placă de circuit (cablaj) imprimat multistrat – placă ce conţine un număr de straturi electrice mai mare decât 2. Cea mai uzuală placă de acest tip este structura în 4 straturi, care conţine două straturi de semnal, un plan de masă şi unul de alimentare.
– plotter – echipament periferic ce realizează activităţi asemănătoare celor făcute de o imprimantă, dar care permite obţinerea unor documentaţii tehnice de mari dimensiuni.
– postprocesare – termen care desemnează operaţiile efectuate asupra fişierelor din blocurile SCM şi PCB cu scopul obţinerii de documentaţii, desene, plotări de control, filme pentru fabricaţie, desene de găurire, fişiere pentru comanda maşinilor de găurit în coordonate, etc.
– rutare automată – vezi autorutare.
– rută (route) – formă de cupru având dimensiune longitudinală în general mult mai mare decât cea transversală care reprezintă traseul de circuit, formă obţinută prin trasarea (rutarea) conexiunilor în blocul PCB. Conexiunile-PCB se obţin (în urma transferului) din conexiunile-SCM. Generarea rutelor se poate face manual sau automat;
– SCM – abreviere din limba engleză de la Schematics = bloc pentru realizarea schemelor electrice.
– segment – porţiune de conexiune-SCM sau de rută aflată între două colţuri (cornere) sau între un colţ şi un capăt.
– simbol (symbol) – articol grafic de bibliotecă ce sugerează utilizatorului aspectul simbolic al unui dispozitiv sau componentă electronică. În afara descrierii grafice un simbol electric trebuie să conţină şi minim un terminal (pin). Simbolul nu are alocată o capsulă din biblioteca de capsule, nu conţine informaţii tehnologice cu privire la componenta reală, nu are prevăzute (în cazul porţilor logice) pinul de masă sau alimentare şi, în multe cazuri (pentru componentele cu mai multe entităţi în capsulă) nici alocarea pinilor nu este cea corectă. Făcând alocările necesare simbolul începe să fie perceput de sistemul de proiectare ca o entitate electrică şi să fie tratat ca atare mai departe. Simbolurile se utilizează de obicei în situaţia în care nu există componente fizice create. O categorie aparte de simboluri o constituie simbolurile monopin cum ar fi, de exemplu, VCC, GND, P12V. Aceste simboluri nu trebuie numite, ele având rolul de etichete (flag-uri) şi atribuie numele lor arborilor de conexiune la care sunt ataşate.
– SMD – Surface Mounted Device.
– SMT – Surface Mount Technology.
– strat – plan electric al unei plăci de circuit imprimat în care pot exista pastile, trasee, text, componente ş.a., în funcţie de proiectul la care se lucrează. În general noţiunea de strat (plan) este folosită în cazul subansamblelor-PCB reale obţinute în urma fabricaţiei.
– strat virtual – vezi layer.
– strategie POWER & GROUND – strategie de rutare automată destinată realizării traseelor de masă şi alimentare caracterizate prin lăţimi mai mari decât lăţimile celorlalte trasee. Ea este destinată realizării structurii de alimentare în cazul plăcilor echipate cu circuite digitale.
– strategie MEMORY – strategie de rutare automată destinată realizării de trasee pe un singur strat, unele segmente pot fi înclinate la 45 de grade, în vederea obţinerii aspectului de structură de interconectare specific ariilor de placă ce conţin circuite de memorie.
– strategie ORTHOGONAL – strategie de rutare automată, destinată realizării unor trasee de semnal considerate a fi “obişnuite”, mai precis a traseelor ce nu intră în categoria celor de tip “memory”. Autorutarea se realizează prin transformarea conexiunilor în structuri de interconectare rectangulare (în sistemul de axe de coordonate OX-OY), având segmentele orientate după o anumită axă pe un layer iar pe cele orientate după cealaltă axă pe celălalt strat din cadrul straturilor electrice active pentru rutare.
– teardrop – arie de cupru de mici dimensiuni, uzual triunghiulară, plasată la joncţiunea dintre o pastilă şi un traseu în vederea minimizării discontinuităţii de tranziţie dintre acestea, creşterii rezistenţei mecanice şi evitării problemelor de continuitate electrică după găurire .
– test point (punct de test) – un punct (pastilă, pin) în cadrul unui arbore de interconectare utilizat de echipamentul de testare pentru verificarea conectivităţii în cadrul structurii.
– THD – Through Hole Device
– THC – Through Hole Component
– THT – Through Hole Technology
– track – vezi rută;
– traseu – vezi rută;
– via (via hole) – vezi gaură de trecere
Şl.dr.ing. Norocel-Dragoş Codreanu
Şl.dr.ing. Ciprian Ionescu
Facultatea de Electronică şi Tc.