Podle vyvinutého diagramu obvodu lze provést simulaci a PCB může být navržena exportem souboru Gerber/Drill. Ať už je design jakýkoli, inženýři musí přesně pochopit, jak by měly být rozloženy obvody (a elektronické komponenty) a jak fungují. Pro inženýry elektroniky může být nalezení správných softwarových nástrojů pro návrh PCB skličujícím úkolem. Softwarové nástroje, které dobře fungují pro jeden projekt PCB, nemusí fungovat dobře pro ostatní. Inženýři chtějí nástroje pro návrh desky, které jsou intuitivní, obsahují užitečné funkce, jsou dostatečně stabilní, aby omezily riziko, a mají robustní knihovnu, díky níž jsou vhodné pro více projektů.

Hardwarový problém

U projektů IoT je integrace kritická pro výkon a spolehlivost a integrace vodivých a nevodivých materiálů v PCB vyžaduje, aby návrháři IoT studovali interakce mezi různými elektrickými a mechanickými aspekty návrhu. Zejména, protože velikosti komponent se stále zmenšují, je elektrické zahřívání na PCB stále kritičtější. Současně rostou funkční požadavky. Pro dosažení výkonu založeného na návrhu, teplotní odezvě, chování elektrických složek na desce a celkové tepelné řízení pro funkčnost a spolehlivost systému.

PCB musí být izolována, aby byla zajištěna ochrana. Krátké obvody jsou zabráněny ochranou měděných stop umístěných na desce pro vytvoření elektronického systému. Ve srovnání s nízkonákladovými alternativami, jako je papír syntetického pryskyřice (SRBP, FR-1, FR-2), je FR-4 vhodnější jako substrátový materiál díky svým fyzickým/mechanickým vlastnostem, zejména schopnost udržet data při vysokých frekvencích, jeho vysoká tepelná odolnost a její vysoká tepelná odolnost a je vstřebává méně vody než jiné materiály. FR-4 se široce používá ve špičkových budovách a také průmyslovém a vojenském vybavení. Je kompatibilní s ultra vysokou izolací (ultra vysoký vakuum nebo UHV).

Avšak FR-4 jako substrát PCB čelí řadě omezení, která pocházejí z chemického ošetření používaného při výrobě. Zejména je materiál náchylný k tvorbě inkluzí (bublin) a pruhů (podélné bubliny), jakož i deformaci skleněných vláken. Tyto defekty mohou způsobit nekonzistentní dielektrickou pevnost a narušit výkon kabeláže PCB. Nový epoxidový skleněný materiál řeší tyto problémy.

Mezi další běžně používané materiály patří polyimidové/skleněné vlákno (které podporují vyšší teploty a jsou těžší) a Kapton (flexibilní, lehký, vhodný pro aplikace, jako jsou displeje a klávesnice). Mezi faktory, které je třeba zvážit při výběru dielektrických materiálů (substrátů), zahrnují koeficient tepelné roztažnosti (CTE), teplotu přechodu skleněné (TG), tepelnou vodivost a mechanickou rigiditu.

Vojenské/letecké PCB vyžadují zvláštní návrhové úvahy založené na specifikacích rozvržení a 100% designu pro pokrytí testů (DFT). Standard MIL-STD-883 stanoví metody a postupy pro testování mikroelektronických zařízení vhodných pro vojenské a letecké systémy, včetně mechanických a elektrických testování, výrobních a výcvikových postupů a dalších kontrol, aby byla zajištěna konzistentní úroveň kvality a spolehlivosti v celém systému. Různé aplikace takových zařízení.

Kromě splnění různých standardů musí návrh elektroniky automobilové systémy dodržovat řadu pravidel, jako je mechanický a elektronický test AEC-Q100 pro integrované obvody balení. Účinky přeslechu mohou narušit bezpečnost vozidla. Aby se tyto efekty minimalizovaly, musí návrháři PCB specifikovat vzdálenost mezi signální linií a elektrickým vedením. Konstrukce a standardizace jsou usnadněny softwarovými nástroji, které automaticky zdůrazňují aspekty návrhu, které vyžadují další úpravu, aby splňovaly omezení rušení a podmínky rozptylu tepla, aby se zabránilo ovlivňování provozu systému.

Poznámky:

Interference ze samotného obvodu není hrozbou pro kvalitu signálu. PCB v automobilu je bombardován hlukem, který interaguje s tělem složitým způsobem, aby vyvolal nežádoucí proud v obvodu. Hroty a fluktuace napětí způsobené systémy zapalování automobilů mohou posunout komponenty daleko za jejich tolerance obrábění.

Softwarový problém

Dnešní nástroje rozvržení PCB musí mít více funkčních kombinací, aby splňovaly požadavky návrhářů. Výběr správného nástroje pro rozvržení by měl být prvním zvážením v designu PCB a nikdy by neměl být přehlížen. Produkty z Mentor Graphics, ORCAD Systems a Altium patří mezi dnešní nástroje rozvržení PCB.

Návrhář altium

Designer Altium je jedním z špičkových balíčků PCB na trhu. S funkcí automatického zapojení, podpora nastavení délky linky a 3D modelování. Návrhář Altium zahrnuje nástroje pro všechny úkoly návrhu obvodů, od schématického zachycení po HDL a simulaci obvodu, analýzu signálu, návrh desky PCB a vestavěný vývoj FPGA

Platforma pro rozvržení PCB Mentor Graphics řeší hlavní výzvy, kterým čelí dnešní návrháři systému: přesné, výkon-a opětovně orientované vnořené vnořené plánování; Efektivní směrování v hustých a komplexních topologiích; A elektromechanická optimalizace. Klíčovým rysem platformy a klíčovou inovací pro toto odvětví je router skici, který poskytuje designérům plnou interaktivní kontrolu nad automatickým/asistovaným procesem odvahování a přináší stejné výsledky kvality jako manuální odvažování, ale za mnohem kratší dobu.

Editor PCB ORCAD

Editor PCB ORCAD je interaktivní prostředí vyvinuté pro návrh desky na jakékoli technické úrovni, od jednoduchých po komplexní. Vzhledem ke své skutečné škálovatelnosti vůči kadence Allegro PCB Designer's PCB Solutions, Orcad PCB Editor podporuje technický vývoj designových týmů a je schopen zvládnout omezení (vysoká rychlost, integrita signálu atd.) Při zachování stejného grafického rozhraní a formátu souborů a formátu souborů

Gerberský soubor

Průmyslový standardní formát souborů Gerber se používá k předávání informací o návrhu pro výrobu PCB. V mnoha ohledech je Gerber podobný PDF v elektronice; Je to jen malý formát souboru napsaný ve smíšeném jazyce ovládání stroje. Tyto soubory jsou generovány softwarem jističe obvodů a odesílány výrobci PCB do softwaru CAM.

Bezpečné integrace elektronických systémů do vozidel a dalších komplexních systémů představuje důležité úvahy jak pro hardware, tak pro software. Cílem inženýrů je minimalizovat počet návrhových iterací a vývojového času, což má významné výhody pro designéry implementující pracovní postupy.