I henhold til det udviklede kredsløbsdiagram kan simuleringen udføres, og PCB'et kan designes ved at eksportere Gerber/borefilen. Uanset designet skal ingeniører forstå præcis, hvordan kredsløbene (og elektroniske komponenter) skal udformes, og hvordan de fungerer. For elektronikingeniører kan det være en skræmmende opgave at finde de rigtige softwareværktøjer til PCB-design. Softwareværktøjer, der fungerer godt til ét PCB-projekt, fungerer muligvis ikke godt for andre. Ingeniører ønsker borddesignværktøjer, der er intuitive, indeholder nyttige funktioner, er stabile nok til at begrænse risiko og har et robust bibliotek, der gør dem velegnede til flere projekter.

Hardware problem

For iot-projekter er integration afgørende for ydeevne og pålidelighed, og integrationen af ​​ledende og ikke-ledende materialer i PCBS kræver, at iot-designere studerer interaktionerne mellem de forskellige elektriske og mekaniske aspekter af designet. Især efterhånden som komponentstørrelserne fortsætter med at skrumpe, bliver elektrisk opvarmning på PCBS stadig mere kritisk. Samtidig stiger funktionskravene. For at opnå den præstationsbaserede ydeevne af designet er temperaturrespons, opførsel af de elektriske komponenter på kortet og overordnet termisk styring afgørende for systemets funktionalitet og pålidelighed.

PCB skal isoleres for at sikre beskyttelse. Kortslutninger forhindres ved at beskytte kobbersporene placeret på kortet for at skabe det elektroniske system. Sammenlignet med billige alternativer såsom syntetisk harpiks klæbepapir (SRBP, FR-1, FR-2), er FR-4 mere velegnet som et substratmateriale på grund af dets fysiske/mekaniske egenskaber, især evnen til at bevare data ved høje frekvenser, dens høje varmebestandighed og det faktum, at den absorberer mindre vand end andre materialer. FR-4 er meget udbredt i avancerede bygninger såvel som industrielt og militært udstyr. Den er kompatibel med ultrahøj isolering (ultrahøjt vakuum eller UHV).

FR-4 som PCB-substrat står dog over for en række begrænsninger, som stammer fra den kemiske behandling, der anvendes i produktionen. Især er materialet tilbøjeligt til dannelse af indeslutninger (bobler) og striber (langsgående bobler) samt deformation af glasfiberen. Disse defekter kan forårsage inkonsekvent dielektrisk styrke og forringe PCB-ledningsydelsen. Det nye epoxyglasmateriale løser disse problemer.

Andre almindeligt anvendte materialer omfatter polyimid/glasfiber (som understøtter højere temperaturer og er hårdere) og KAPTON (fleksibel, let, velegnet til applikationer som skærme og tastaturer). Faktorer, der skal tages i betragtning ved valg af dielektriske materialer (substrater), omfatter termisk udvidelseskoefficient (CTE), glasovergangstemperatur (Tg), termisk ledningsevne og mekanisk stivhed.

Militære/luftfarts-PCBS kræver særlige designovervejelser baseret på layoutspecifikationer og 100 % Design for Test (DFT) dækning. MIL-STD-883-standarden etablerer metoder og procedurer til afprøvning af mikroelektroniske enheder, der er egnede til militær- og rumfartssystemer, herunder mekaniske og elektriske test, fremstillings- og træningsprocedurer og andre kontroller for at sikre ensartede niveauer af kvalitet og pålidelighed i hele systemet. Forskellige anvendelser af sådanne enheder.

Ud over at opfylde forskellige standarder skal design af bilsystemelektronik følge en række regler, såsom AEC-Q100 mekaniske og elektroniske test til emballering af integrerede kredsløb. Crosstalk-effekter kan forstyrre køretøjets sikkerhed. For at minimere disse effekter skal PCB-designere specificere en afstand mellem signalledningen og strømledningen. Design og standardisering lettes af softwareværktøjer, der automatisk fremhæver aspekter af designet, der skal ændres yderligere for at imødekomme interferensbegrænsninger og varmeafledningsforhold for at undgå at påvirke systemdriften.

Bemærkninger:

Interferens fra selve kredsløbet er ikke en trussel mod signalkvaliteten. PCB'et i bilen er bombarderet med støj, som interagerer med kroppen på komplekse måder for at inducere uønsket strøm i kredsløbet. Spændingsspidser og fluktuationer forårsaget af tændingssystemer i biler kan skubbe komponenter langt ud over deres bearbejdningstolerancer.

Software problem

Nutidens PCB-layoutværktøjer skal have flere funktionelle kombinationer for at opfylde designernes krav. At vælge det rigtige layoutværktøj bør være den første overvejelse i PCB-design og bør aldrig overses. Produkter fra Mentor Graphics, OrCAD Systems og Altium er blandt nutidens PCB-layoutværktøjer.

Altium designer

Altium Designer er en af ​​de avancerede PCB-designpakker på markedet i dag. Med automatisk ledningsfunktion, understøttelse af linjelængdejustering og 3D-modellering. Altium Designer inkluderer værktøjer til alle kredsløbsdesignopgaver, fra skematisk optagelse til HDL samt kredsløbssimulering, signalanalyse, PCB-design og FPGA-indlejret udvikling

Mentor Graphics' PCB-layoutplatform adresserer de vigtigste udfordringer, som nutidens systemdesignere står over for: nøjagtig, ydeevne – og genbrugsorienteret indlejret planlægning; Effektiv routing i tætte og komplekse topologier; Og elektromekanisk optimering. En nøglefunktion ved platformen og en nøgleinnovation for industrien er Sketch Router, som giver designere fuld interaktiv kontrol over den automatiske/assisterede afrulningsproces, hvilket giver samme kvalitetsresultater som manuel afrulning, men på meget kortere tid.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor er et interaktivt miljø udviklet til borddesign på ethvert teknisk niveau, fra simpelt til komplekst. På grund af dens sande skalerbarhed til Cadence Allegro PCB Designers PCB-løsninger, understøtter OrCAD PCB Editor den tekniske udvikling af designteams og er i stand til at administrere begrænsninger (høj hastighed, signalintegritet osv.) og samtidig bevare det samme grafiske interface og filformat

Gerber fil

Industristandarden Gerber-filformatet bruges til at formidle designinformation til PCB-produktion. På mange måder ligner Gerber PDFS i elektronik; Det er bare et lille filformat skrevet i et blandet maskinkontrolsprog. Disse filer genereres af afbrydersoftwaren og sendes til PCB-producenten til CAM-softwaren.

Sikker integration af elektroniske systemer i køretøjer og andre komplekse systemer udgør vigtige overvejelser for både hardware og software. Ingeniører sigter mod at minimere antallet af designgentagelser og udviklingstid, hvilket har betydelige fordele for designere, der implementerer arbejdsgange.