I henhold til det udviklede kredsløbsdiagram kan simuleringen udføres, og PCB kan designes ved at eksportere gerber/borefilen. Uanset hvad designet er, skal ingeniører forstå nøjagtigt, hvordan kredsløbene (og elektroniske komponenter) skal være lagt ud, 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 et PCB -projekt, fungerer muligvis ikke godt for andre. Ingeniører ønsker borddesignværktøjer, der er intuitive, indeholder nyttige funktioner, er stabile nok til at begrænse risikoen og har et robust bibliotek, der gør dem velegnet til flere projekter.
Hardwareproblem
For IoT-projekter er integration kritisk for ydeevne og pålidelighed, og integrationen af ledende og ikke-ledende materialer i PCB kræver IoT-designere for at undersøge interaktionerne mellem de forskellige elektriske og mekaniske aspekter af designet. Da komponentstørrelser fortsætter med at krympe, bliver elektrisk opvarmning på PCB'er stadig mere kritisk. På samme tid stiger funktionelle krav. For at opnå den ydelsesbaserede ydelse af design, temperaturrespons, opførslen af de elektriske komponenter på brættet og den samlede termiske styring er kritisk for systemets funktionalitet og pålidelighed.
PCB skal isoleres for at sikre beskyttelse. Kortslutninger forhindres ved at beskytte kobberspor, der er placeret på brættet for at skabe det elektroniske system. Sammenlignet med billige alternativer, såsom syntetisk harpiksklæbende papir (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, dets høje varmemodstand og det faktum, at det absorberer mindre vand end andre materialer. FR-4 er vidt brugt i avancerede bygninger såvel som industrielt og militært udstyr. Det er kompatibelt med ultrahøj isolering (ultrahøj vakuum eller UHV).
FR-4 som et PCB-substrat står imidlertid over for en række begrænsninger, der stammer fra den kemiske behandling, der bruges i produktionen. Især er materialet tilbøjeligt til dannelsen af indeslutninger (bobler) og striber (langsgående bobler) såvel som deformationen af glasfiberen. Disse defekter kan forårsage inkonsekvent dielektrisk styrke og forringe PCB -ledningsydelser. Det nye epoxyglasmateriale løser disse problemer.
Andre almindeligt anvendte materialer inkluderer polyimid/glasfiber (som understøtter højere temperaturer og er sværere) og Kapton (fleksibel, let, egnet til applikationer såsom skærme og tastaturer). Faktorer, der skal overvejes, når man vælger dielektriske materialer (substrater) inkluderer koefficient for termisk ekspansion (CTE), glasovergangstemperatur (TG), termisk ledningsevne og mekanisk stivhed.
Militær/rumfarts -PCB kræver særlige designovervejelser baseret på layoutspecifikationer og 100% design til test (DFT). Standarden MIL-STD-883 fastlægger metoder og procedurer til test af mikroelektroniske enheder, der er egnede til militære og rumfartssystemer, herunder mekanisk og elektrisk test-, fremstillings- og træningsprocedurer og andre kontroller for at sikre ensartede niveauer af kvalitet og pålidelighed i hele systemet. Forskellige applikationer af sådanne enheder.
Ud over at opfylde forskellige standarder skal design af Automotive System Electronics følge en række regler, såsom AEC-Q100 mekanisk og elektronisk test til emballering af integrerede kredsløb. Krydsende effekter kan forstyrre køretøjets sikkerhed. For at minimere disse effekter skal PCB -designere specificere en afstand mellem signallinjen og kraftledningen. Design og standardisering letter af softwareværktøjer, der automatisk fremhæver aspekter af designet, der har brug for yderligere ændring for at imødekomme interferensbegrænsninger og varmeafledningsbetingelser for at undgå at påvirke systemdriften.
Bemærkninger:
Interferens fra selve kredsløbet er ikke en trussel mod signalkvalitet. PCB i bilen bombarderes med støj, der interagerer med kroppen på komplekse måder at inducere uønsket strøm i kredsløbet. Spændingsspidser og udsving forårsaget af biltændingssystemer kan skubbe komponenter langt ud over deres bearbejdningstolerancer.
Softwareproblem
Dagens PCB -layoutværktøjer skal have flere funktionelle kombinationer for at imødekomme kravene fra designere. Valg af det rigtige layoutværktøj skal være det 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, support til justering af linjelængde og 3D -modellering. Altium Designer inkluderer værktøjer til alle kredsløbsdesignopgaver, fra skematisk optagelse til HDL såvel som kredsløbssimulering, signalanalyse, PCB -design og FPGA -indlejret udvikling
Mentor Graphics 'PCB-layoutplatform adresserer de største udfordringer, som dagens systemdesignere står overfor: nøjagtige, ydelse-og genbrugsorienteret indlejret planlægning; Effektiv routing i tætte og komplekse topologier; Og elektromekanisk optimering. Et centralt træk ved platformen og en vigtig innovation for branchen er skitse -routeren, der giver designere fuld interaktiv kontrol over den automatiske/assisterede uklarningsproces, hvilket giver de samme kvalitetsresultater som manuel uklarhed, men på meget mindre tid.
ORCAD PCB Editor
ORCAD PCB Editor er et interaktivt miljø udviklet til bestyrelsesdesign på ethvert teknisk niveau, fra enkel til kompleks. På grund af sin sande skalerbarhed til Cadence Allegro PCB Designer's PCB -løsninger understøtter ORCAD PCB -editor den tekniske udvikling af designteam og er i stand til at styre begrænsninger (høj hastighed, signalintegritet osv.), Mens man opretholder den samme grafiske interface og filformat
Gerber -fil
Industristandard Gerber -filformat bruges til at formidle designinformation til PCB -produktion. På mange måder ligner Gerber PDF'er inden for elektronik; Det er bare et lille filformat skrevet på et blandet maskinstyringssprog. Disse filer genereres af Circuit Breaker -softwaren og sendes til PCB -producenten til CAM -softwaren.
Sikkert integration af elektroniske systemer i køretøjer og andre komplekse systemer præsenterer vigtige overvejelser for både hardware og software. Ingeniører sigter mod at minimere antallet af designterationer og udviklingstid, som har betydelige fordele for designere, der implementerer arbejdsgange.