Съгласно разработената електрическа схема, симулацията може да бъде извършена и печатната платка може да бъде проектирана чрез експортиране на файла Gerber/drill. Какъвто и да е дизайнът, инженерите трябва да разберат как точно трябва да бъдат разположени веригите (и електронните компоненти) и как работят. За инженерите по електроника намирането на правилните софтуерни инструменти за проектиране на печатни платки може да бъде трудна задача. Софтуерните инструменти, които работят добре за един проект за печатни платки, може да не работят добре за други. Инженерите искат инструменти за проектиране на платки, които са интуитивни, съдържат полезни функции, са достатъчно стабилни, за да ограничат риска, и имат стабилна библиотека, която ги прави подходящи за множество проекти.

Хардуерен проблем

За проектите на iot интеграцията е от решаващо значение за производителността и надеждността, а интегрирането на проводими и непроводими материали в PCBS изисква дизайнерите на iot да проучат взаимодействията между различните електрически и механични аспекти на дизайна. По-специално, тъй като размерите на компонентите продължават да намаляват, електрическото отопление на PCBS става все по-критично. В същото време функционалните изисквания се повишават. За постигане на производителност, базирана на дизайна, температурната реакция, поведението на електрическите компоненти на платката и цялостното термично управление са критични за функционалността и надеждността на системата.

PCB трябва да бъде изолиран, за да се осигури защита. Късите съединения се предотвратяват чрез защита на медните проводници, поставени върху платката, за да се създаде електронната система. В сравнение с евтини алтернативи като лепилна хартия от синтетична смола (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 е по-подходящ като субстратен материал поради своите физически/механични свойства, особено способността да запазва данни при високи честоти, неговата висока топлоустойчивост и факта, че абсорбира по-малко вода от други материали. FR-4 се използва широко в сгради от висок клас, както и в индустриално и военно оборудване. Съвместим е с ултра-висока изолация (ултра-висок вакуум или UHV).

Въпреки това, FR-4 като PCB субстрат е изправен пред редица ограничения, които произтичат от химическата обработка, използвана в производството. По-специално, материалът е склонен към образуване на включвания (мехурчета) и ивици (надлъжни мехурчета), както и деформация на стъклените влакна. Тези дефекти могат да причинят непостоянна диелектрична якост и да влошат производителността на окабеляването на PCB. Новият епоксиден стъклен материал решава тези проблеми.

Други често използвани материали включват полиимид/стъклени влакна (които поддържат по-високи температури и са по-твърди) и KAPTON (гъвкав, лек, подходящ за приложения като дисплеи и клавиатури). Факторите, които трябва да се имат предвид при избора на диелектрични материали (субстрати), включват коефициент на топлинно разширение (CTE), температура на встъкляване (Tg), топлопроводимост и механична твърдост.

Военните/аерокосмическите PCBS изискват специални съображения за проектиране въз основа на спецификациите на оформлението и 100% покритие на дизайна за тестване (DFT). Стандартът MIL-STD-883 установява методи и процедури за тестване на микроелектронни устройства, подходящи за военни и космически системи, включително механични и електрически тестове, процедури за производство и обучение и други контроли, за да се осигурят постоянни нива на качество и надеждност в цялата система. Различни приложения на такива устройства.

В допълнение към покриването на различни стандарти, дизайнът на електрониката на автомобилната система трябва да следва серия от правила, като AEC-Q100 механичен и електронен тест за опаковане на интегрални схеми. Ефектите на преслушване могат да попречат на безопасността на автомобила. За да минимизират тези ефекти, дизайнерите на печатни платки трябва да определят разстоянието между сигналната линия и захранващата линия. Дизайнът и стандартизацията се улесняват от софтуерни инструменти, които автоматично подчертават аспекти на дизайна, които се нуждаят от допълнителна модификация, за да отговарят на ограниченията на смущенията и условията на разсейване на топлината, за да се избегне повлияване на работата на системата.

Бележки:

Смущението от самата верига не е заплаха за качеството на сигнала. Печатната платка в колата е бомбардирана с шум, който взаимодейства с тялото по сложни начини, за да предизвика нежелан ток във веригата. Пиковете на напрежението и флуктуациите, причинени от автомобилните системи за запалване, могат да изтласкат компонентите далеч отвъд техните толеранси за обработка.

Проблем със софтуера

Днешните инструменти за оформление на печатни платки трябва да имат множество функционални комбинации, за да отговорят на изискванията на дизайнерите. Изборът на правилния инструмент за оформление трябва да бъде първото съображение при проектирането на печатни платки и никога не трябва да се пренебрегва. Продуктите на Mentor Graphics, OrCAD Systems и Altium са сред днешните инструменти за оформление на печатни платки.

Altium Designer

Altium Designer е един от пакетите за проектиране на печатни платки от висок клас на пазара днес. С функция за автоматично окабеляване, поддръжка за регулиране на дължината на линията и 3D моделиране. Altium Designer включва инструменти за всички задачи по проектиране на вериги, от улавяне на схема до HDL, както и симулация на вериги, анализ на сигнала, дизайн на печатни платки и разработка на вградени FPGA

Платформата за оформление на печатни платки на Mentor Graphics адресира основните предизвикателства, пред които са изправени съвременните системни дизайнери: точно, производително – и ориентирано към повторна употреба вложено планиране; Ефективно маршрутизиране в плътни и сложни топологии; И електромеханична оптимизация. Ключова характеристика на платформата и ключова иновация за индустрията е Sketch Router, който дава на дизайнерите пълен интерактивен контрол върху процеса на автоматично/подпомагано развиване, произвеждайки същите качествени резултати като ръчното развиване, но за много по-малко време.

Редактор на печатни платки OrCAD

OrCAD PCB Editor е интерактивна среда, разработена за проектиране на платки на всяко техническо ниво, от просто до сложно. Благодарение на истинската си мащабируемост към решенията за печатни платки на Cadence Allegro PCB Designer, OrCAD PCB Editor поддържа техническото развитие на дизайнерските екипи и е в състояние да управлява ограниченията (висока скорост, цялост на сигнала и т.н.), като същевременно поддържа същия графичен интерфейс и файлов формат

Gerber файл

Промишленият стандартен файлов формат Gerber се използва за предаване на информация за дизайна за производство на печатни платки. В много отношения Gerber е подобен на PDFS в електрониката; Това е просто малък файлов формат, написан на език за смесен машинен контрол. Тези файлове се генерират от софтуера на прекъсвача и се изпращат на производителя на печатни платки към CAM софтуера.

Безопасното интегриране на електронни системи в превозни средства и други сложни системи представлява важни съображения както за хардуера, така и за софтуера. Инженерите се стремят да минимизират броя на итерациите на дизайна и времето за разработка, което има значителни предимства за дизайнерите, прилагащи работни потоци.