Arendatud vooluahela diagrammi kohaselt saab simulatsiooni läbi viia ja PCB -d kujundada Gerberi/puurifaili eksportimisega. Olenemata disainilahendusest peavad insenerid täpselt mõistma, kuidas tuleks vooluringid (ja elektroonilised komponendid) paigutada ja kuidas need töötavad. Elektroonikainseneride jaoks võib PCB disaini jaoks sobivate tarkvarariistade leidmine olla hirmutav ülesanne. Tarkvara tööriistad, mis sobivad hästi ühe PCB projekti jaoks, ei pruugi teiste jaoks hästi töötada. Insenerid soovivad, et lauakujundusriistad, mis on intuitiivsed, sisaldavad kasulikke funktsioone, on piisavalt stabiilsed, et riski piirata, ja neil on kindel raamatukogu, mis muudab need sobivaks mitmeks projektiks.

Riistvaraprobleem

IoT-projektide jaoks on integreerimine jõudluse ja usaldusväärsuse jaoks kriitilise tähtsusega ning juhtivate ja mittejuhtivate materjalide integreerimine PCB-desse nõuab asjade Interneti disainereid, et uurida disaini erinevate elektriliste ja mehaaniliste aspektide koostoimeid. Täpsemalt, kuna komponentide suurused jätkuvad, muutub PCB -de elektriline kuumutamine üha kriitilisemaks. Samal ajal tõusevad funktsionaalsed nõuded. Projekti jõudluspõhise jõudluse saavutamiseks, temperatuuri reageerimise, tahvli elektriliste komponentide käitumise ja üldise soojushalduse saavutamiseks on süsteemi funktsionaalsuse ja usaldusväärsuse jaoks kriitilised.

Kaitse tagamiseks tuleb PCB olla isoleeritud. Lühikesi ahelaid takistatakse, kaitstes elektroonilise süsteemi loomiseks tahvlile paigutatud vasejälgi. Võrreldes odavate alternatiividega, näiteks sünteetilise vaigu liimi paberiga (SRBP, FR-1, FR-2), sobib FR-4 substraadimaterjalina oma füüsikaliste/mehaaniliste omaduste tõttu, eriti võime säilitada andmeid kõrgetel sagedustel, kõrgel soojustakistusel ja asjaolust, et see neelab vähem vett kui muud materjalid. FR-4 kasutatakse laialdaselt nii tipptasemel hoonetes kui ka tööstus- ja sõjaservades. See ühildub ülikõrge isolatsiooniga (ülikõrge vaakum või UHV).

FR-4 kui PCB substraadi ees seisab mitmeid piiranguid, mis tulenevad tootmisel kasutatud keemilisest töötlemisest. Eelkõige on materjal kalduvus inklusioonide (mullide) ja triipude (pikisuunalised mullid) moodustumisele, samuti klaaskiust deformatsioonile. Need defektid võivad põhjustada ebajärjekindlat dielektrilist tugevust ja kahjustada PCB juhtmestiku jõudlust. Uus epoksüklaasimaterjal lahendab need probleemid.

Muud tavaliselt kasutatavad materjalid hõlmavad polüimiidi/klaaskiudu (mis toetab kõrgemat temperatuuri ja on raskem) ja kapton (paindlik, kerge, sobib selliste rakenduste jaoks nagu kuvarid ja klaviatuurid). Dielektriliste materjalide (substraatide) valimisel arvestatud tegurid hõlmavad soojuspaisumiskoefitsienti (CTE), klaasi üleminekutemperatuuri (TG), soojusjuhtivust ja mehaanilist jäikust.

Sõjaväe/lennunduse PCB -d vajavad spetsiaalseid kavandamiskaalutlusi, mis põhinevad paigutuse spetsifikatsioonidel ja 100% -lise testi (DFT) katvuse kujundamisel. MIL-STD-883 standard kehtestab meetodid ja protseduurid, mis sobivad sõjaväe- ja kosmosesüsteemidele sobivate mikroelektrooniliste seadmete testimiseks, sealhulgas mehaaniliste ja elektriliste testide, tootmis- ja koolitusprotseduuride ning muude kontrollide tagamiseks, et tagada kogu süsteemis järjepidev kvaliteedi ja usaldusväärsuse tase. Selliste seadmete erinevad rakendused.

Lisaks erinevate standardite vastamisele peab autotööstuse elektroonika kujundamine järgima rea ​​reegleid, näiteks AEC-Q100 mehaaniline ja elektrooniline test integreeritud ahelate pakendamise jaoks. Crosstalki efektid võivad segada sõiduki ohutust. Nende efektide minimeerimiseks peavad PCB -disainerid täpsustama signaaliliini ja elektriliini vahelise kauguse. Projekteerimist ja standardimist hõlbustavad tarkvarariistad, mis tõstavad automaatselt esile disaini aspekte, mis vajavad täiendavat modifitseerimist, et vastata häirete piirangutele ja soojuse hajumistingimustele, et vältida süsteemi toimimist.

Märkused:

Sekkumine vooluringist endast ei ohusta signaali kvaliteeti. Autos olev PCB pommitatakse müraga, mis suhtleb kehaga keerukatel viisidel, et esile kutsuda vooluringis soovimatu voolu. Autotööstuse süütesüsteemide põhjustatud pingete suurendused ja kõikumised võivad komponendid nende töötlemisolerantside kaugemale viia.

Tarkvaraprobleem

Tänapäeva PCB paigutuse tööriistadel peab disainerite nõuetele vastamiseks olema mitu funktsionaalset kombinatsiooni. Õige paigutuse tööriista valimine peaks olema PCB disaini esimene kaalutlus ja seda ei tohiks kunagi tähelepanuta jätta. Mentor -graafika, Orcadi süsteemide ja Altiumi tooted on tänapäeva PCB paigutuse tööriistade hulgas.

Altiumi disainer

Altium Designer on tänapäeval üks tipptasemel PCB disainipakette. Automaatse juhtmestiku funktsiooniga, joone pikkuse reguleerimise ja 3D -modelleerimise tugi. Altium Designer sisaldab tööriistu kõigi vooluahela disainiülesannete jaoks, alates skemaatilisest hõivamisest kuni HDL -i, samuti vooluringi simulatsiooni, signaali analüüsi, PCB disaini ja FPGA manustatud arengut

Mentor Graphicsi PCB paigutuse platvorm käsitleb peamisi väljakutseid, millega tänapäeva süsteemikujundajad silmitsi seisavad: täpsed, jõudlus ja korduskasutatud pesastatud planeerimine; Tõhus marsruutimine tihedates ja keerulises topoloogias; Ja elektromehaaniline optimeerimine. Platvormi põhifunktsioon ja tööstuse peamine uuendus on visandi ruuter, mis annab disaineritele täieliku interaktiivse kontrolli automaatse/abistatava keetmise protsessi üle, andes samu kvaliteedi tulemusi kui käsitsi keerata, kuid palju vähem aega.

Orcad PCB redigeerija

Orcad PCB redigeerija on interaktiivne keskkond, mis on välja töötatud tahvli kujundamiseks mis tahes tehnilisel tasandil, lihtsast keerukani. Oma tegeliku mastaapsuse tõttu Cadence Allegro PCB disaineri PCB -lahendustele toetab Orcad PCB redigeerija disainimeeskondade tehnilist arengut ja suudab hallata piiranguid (suur kiirus, signaali terviklikkus jne), säilitades samal ajal sama graafilise liidese ja failivormingus

Gerberifail

Tööstusharu standardset Gerberi failivormingut kasutatakse PCB tootmiseks projekteerimise teabe edastamiseks. Paljuski sarnaneb Gerber elektroonikas PDF -dega; See on lihtsalt väike failivorming, mis on kirjutatud segamasina juhtimiskeeles. Need failid genereerib tarkvara Discuit Breakeer ja saadetakse PCB -tootjale nukk -tarkvara.

Elektrooniliste süsteemide ohutu integreerimine sõidukitesse ja muudesse keerukatesse süsteemidesse on olulised kaalutlused nii riist- kui ka tarkvara jaoks. Inseneride eesmärk on minimeerida disaini iteratsioonide ja arendusaja arvu, millel on olulised eelised töövooge rakendavatele disaineritele.