Appendice A
Procedimento realizzativo del
dispositivo
A.1
Progettazione software
Il circuito stampato (Printed Circuit Board PCB) `e stato realizzato utilizzando
il software CAD DXP2004 dell’Altium. Tramite i vari applicativi disponibili
in tale software `e stato possibile:
1. Disegnare lo schema circuitale del dispositivo 2. Simulare il funzionamento delle varie componenti 3. Realizzare il Layout del PCB
1. Disegno dello schema circuitale
Lo schema circuitale (”Schematico”) `e stato disegnato usando lo ”Schematic
Editor”, un applicativo che permette di scegliere i componenti elettronici da utilizzare, collegarli tra di loro e assegnare i valori desiderati ai componenti passivi ed ai generatori di tensione. Di seguito vengono riportate le tavole contenenti i collegamenti tra i vari elementi circuitali presenti sul dispositivo
A.1 Progettazione software
2. Simulazione
Alcune parti del dispositvo sono state simulate in fase di progettazione per valu-tarne la risposta in frequenza. Per realizzare la simulazione ci si deve assicurare che tutti i componenti interessati dall’operazione prevedano il ”simulation mo-del” nella libreria di riferimento. I risultati della simulazione della risposta in frequenza del Preamplificatore e del filtro sono mostrati nel Capitolo 5.
3. Layout
Realizzare il layout di un PCB vuol dire creare la maschera che servir`a per
l’etching fotolitografico. Tale maschera permette di passare la topografia del circuito sulla basetta (”wafer”). Particolare attenzione deve essere posta nel-l’assegnazione dei ”footprint” ovvero della piedinatura del componente che il
software andr`a a stampare sulla maschera, in quanto sia la distanza tra i piedini
che la loro corretta numerazione sono indispensabili per il corretto piazzamento e successivo funzionamento del componente all’interno del circuito. I collega-menti tra i vari componenti sono contenuti in un file denominato ”net list” creato dallo Schematic Editor.
L’applicazione ”PCB Tools” compie poi lo sbroglio automatico (”autorou-ting”) dei vari collegamenti permettendo l’interconnessione tra i piedini dei vari componenti ed ottimizzando alcuni parametri quale la lunghezza delle piste di connessione, la loro sezione ed il numero di fori passanti (i fori passanti servono per connettere le piste che si trovano su due facce opposte).
Data la ridotta superficie a disposizione si `e cercato un buon compromesso
sulla larghezza delle piste: troppo larghe non avrebbero consentito il totale autorouting e troppo sottili si sarebbe corso il rischio di perderle nel processo di incisione chimica. Trattandosi, infatti di un PCB ”home made” non si riescono a raggiungere livelli di precisione elevatissimi, per cui la dimensione
minima delle piste `e stata fissata a 0,4 mm e la ”clearance”, ovvero la distanza
minima tra due piste a 0,7 mm. Si `e inoltre realizzata una massa diffusa, ovvero
un piano metallizato che abbraccia tutti i piedini collegati a massa. Le tavole II
A.2 Procedimento di etching
dei layout sono di seguito riportate.
A.2
Procedimento di etching
I layout realizzati con il software CAD sono stati stampati su lucidi trasparenti ed utilizzati come maschere positive nel procedimento di etching. Maschera positiva vuol dire che le zone scure rappresentano le parti dove alla fine del procedimento resteranno i collegamenti in rame.
I wafer da incidere sono schede ramate presensibilizzate, cio`e basette
sul-le quali `e gi`a stato steso uniformente uno strato di materiale fotosensibile, il
”fotoresist”. Tale pellicola `e stata incisa utilizzando un bromografo, ovvero
un apparecchiatura in grado di generare raggi utravioletti. Quando la luce ultravioletta passa attraverso le aree trasparenti della maschera ed irradia il fotoresist quest’ultimo diviene chimicamente inerte e viene rimosso selettiva-mente con un solvente (soda caustica). Un secondo attacco chimico con cloruro
ferrico riscaldato rimuove il rame nelle stesse parti nelle quali `e stato
prece-dentemente rimosso il fotoresist. Il layout del circuito `e stato in questo modo
trasferito sul wafer, ed il rimanente fotoresist sul rame viene eliminato con dell’acetone.
Il procedimento di etching `e a questo punto terminato, si devono solo
realizzare i fori per il piazzamento dei componenti e le relative saldature.
Un’immagine del dispositvo realizzato `e riportata nelle pagine successive.
1 1 2 2 3 3 4 4 D D C C B B A A Ti tl e Nu m b er R evi sio n Si ze A4 Date : 05 /06 /2 00 6 S he et 1 of 2 F il e : T X .S C HDO C Dr awn B y: G. Varone Q1 Q2 5, 6K R1 5, 6K R2 1u F C3 22 n C2 22 n C1 D1 D2 D4 D3 47 K R5 47 K R6 10 p C6 Q3 2N30 19 56 R7 Q4 IRF 720 R8 C7 10 n Cp U lt ra so und T ra n sm it te r IN 1 2 OUT 3 GND Q 1 A1 3 A2 4 B 5 Q 6 GN D 7 Ri n t 9 Cex t 10 Rex t/ C ex t 11 VC C 14 U_ TI M E C8 Ct im e C9 C1 1 10 uF C 10 VD D 14 GN D 7 A 1 B 2 J 3 U_ INVA VC C P VDF S_ IN 6V -6V -2K R_ PO T 1 R_ D A MP P VDF
1 1 2 2 3 3 4 4 D D C C B B A A Ti tl e Nu m b er R evi sio n Si ze A4 Date : 05 /06 /2 00 6 S he et 2 of 2 F il e : R X .S chD oc D ra wn B y: G. Varone 1 3 2 J1 A 5 7 6 GN D 4 J1 B U4 30 D5 D6 D7 D8 27 R1 2 68 R1 0 49 9 R1 1 22 n C2 2 30 0K R1 3 15 0K R14 R15 100K 15 0n C1 9 22 0 R 16 10 n C8 39 0 R1 7 Q5 2N 30 1 9 1K R1 8 1u C2 0 NC 2 NC 6 NC 9 NC 13 V+ 10 V-5 IN1 14 IN2 1 OUT1 8 OUT2 7 G1A 11 G2A 12 G2B 3 G1B 4 U2 UA 73 3 47 K R2 1 47 K R2 2 22 0 R1 9 22 0 R2 0 10 0n C1 0 22 R2 3 10 uF C2 1 0. 1uF C1 2 90 nF C1 3 90 nF C1 4 3. 3pF C1 5 15 p F C1 6 47 pF C1 7 47 0 R2 4 47 0 R2 5 47 R2 6 47 R2 7 4 ,7uH L2 L3 4,7uH 1K R2 8 47 0 R3 0 47 0 R2 9 U lt ra so und Re ce iv er NC 2 NC 6 NC 9 NC 13 V+ 10 V- 5 IN1 14 IN2 1 OUT 1 8 OUT2 7 G1A 11 G2A 12 G2B 3 G1B 4 U3 UA 733 Ct 2 p C2 H P C1 H P RH P1 RH P2 VC C P VDF OU T1 OU T2 R_ PO T 3 9, 4uH L6 9, 4uH L5 C1 8 R_ P O T 2
