Kehitetyn piirikaavion mukaan simulaatio voidaan suorittaa ja piirilevy voidaan suunnitella viemällä Gerber/Drill -tiedosto. Suunnittelusta riippumatta insinöörien on ymmärrettävä tarkalleen, kuinka piirit (ja elektroniset komponentit) tulisi asettaa ja miten ne toimivat. Elektroniikkainsinööreille oikeat ohjelmistotyökalujen löytäminen piirilevylle voi olla pelottava tehtävä. Ohjelmistotyökalut, jotka toimivat hyvin yhdelle piirilevyprojektille, eivät välttämättä toimi hyvin muille. Insinöörit haluavat, että intuitiiviset levyn suunnittelutyökalut sisältävät hyödyllisiä ominaisuuksia, ovat riittävän vakaat riskien rajoittamiseksi ja niillä on vankka kirjasto, joka tekee niistä sopivia useisiin projekteihin.

Laitteistoongelma

Internet-projekteissa integraatio on kriittistä suorituskyvyn ja luotettavuuden kannalta, ja johtavien ja johtavien materiaalien integrointi PCB: iin vaatii IoT-suunnittelijoita tutkimaan suunnittelun erilaisten sähköisten ja mekaanisten näkökohtien välistä vuorovaikutusta. Erityisesti, kun komponenttien koot edelleen kutistuvat, PCB: ien sähkölämmitys on tulossa yhä kriittisemmäksi. Samanaikaisesti toiminnalliset vaatimukset nousevat. Suunnittelun, lämpötilavasteen suorituskykypohjaisen suorituskyvyn saavuttamiseksi levyn sähkökomponenttien käyttäytyminen ja yleinen lämmönhallinta ovat kriittisiä järjestelmän toiminnallisuudelle ja luotettavuudelle.

Piirilevy on eristettävä suojauksen varmistamiseksi. Pian piirejä estetään suojaamalla levylle asetetut kuparilaiset jäljet ​​elektronisen järjestelmän luomiseksi. Verrattuna edullisiin vaihtoehtoihin, kuten synteettiseen hartsiliitopaperiin (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 on sopivampi substraattimateriaalina sen fysikaalisten/mekaanisten ominaisuuksien vuoksi, etenkin kyky säilyttää tietoja korkeilla taajuuksilla, sen korkealla lämmönkestävyydellä ja se, että se imee vähemmän vettä kuin muita materiaaleja. FR-4: tä käytetään laajasti huippuluokan rakennuksissa sekä teollisuus- ja sotilasvälineissä. Se on yhteensopiva erittäin korkean eristyksen kanssa (erittäin korkea tyhjiö tai UHV).

FR-4 PCB-substraattina on kuitenkin useita rajoituksia, jotka johtuvat tuotannossa käytetystä kemiallisesta käsittelystä. Erityisesti materiaali on alttiina sulkeumien (kuplat) ja raitojen (pitkittäiskuplien) muodostumiselle, samoin kuin lasikuidun muodonmuutokselle. Nämä viat voivat aiheuttaa epäjohdonmukaista dielektristä lujuutta ja heikentää piirilevyn johdotuksen suorituskykyä. Uusi epoksilasimateriaali ratkaisee nämä ongelmat.

Muita yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat polyimidi/lasikuitu (joka tukee korkeampia lämpötiloja ja on vaikeampaa) ja Kapton (joustava, kevyt, sopiva sovelluksiin, kuten näytöihin ja näppäimistöihin). Tekijöitä, jotka on otettava huomioon valittaessa dielektrisiä materiaaleja (substraatteja), ovat lämmönlaajennuskerroin (CTE), lasinsiirtymän lämpötila (TG), lämmönjohtavuus ja mekaaninen jäykkyys.

Sotilaalliset/ilmailu- ja avaruusteokset vaativat erityisiä suunnittelun näkökohtia, jotka perustuvat asettelun eritelmiin ja 100%: n suunnittelun (DFT) kattavuuteen. MIL-STD-883 -standardi vahvistaa menetelmät ja -menetelmät sotilas- ja ilmailu- ja avaruusjärjestelmille sopivien mikroelektronisten laitteiden testaamiseksi, mukaan lukien mekaaniset ja sähköiset testit, valmistus- ja koulutusmenettelyt sekä muut hallintalaitteet, jotta varmistetaan yhdenmukaiset laatu- ja luotettavuuden tasot koko järjestelmässä. Tällaisten laitteiden erilaiset sovellukset.

Erilaisten standardien täyttämisen lisäksi autojen elektroniikan suunnittelun on noudatettava sarjaa sääntöjä, kuten AEC-Q100-mekaaninen ja elektroninen testi integroitujen piirien pakkaamiseen. Crosstalk -vaikutukset voivat häiritä ajoneuvojen turvallisuutta. Näiden vaikutusten minimoimiseksi PCB -suunnittelijoiden on määritettävä etäisyys signaalilinjan ja voimajohdon välillä. Suunnittelua ja standardointia helpottavat ohjelmistotyökalut, jotka korostavat suunnittelun automaattisesti näkökohtia, jotka tarvitsevat lisämuutoksia häiriöiden rajoitusten ja lämmön hajoamisolosuhteiden täyttämiseksi järjestelmän toimintaan vaikuttamiseksi.

Huomautuksia:

Itse piirin häiriöt eivät ole uhka signaalille. Auton piirilevyä pommitetaan melulla, joka on vuorovaikutuksessa kehon kanssa monimutkaisilla tavoilla indusoidakseen ei -toivotun virran piirissä. Autoteollisuuden sytytysjärjestelmien aiheuttamat jännitepiikit ja vaihtelut voivat työntää komponentit kaukana niiden koneistustoleransseista.

Ohjelmistoongelma

Nykypäivän PCB -asettelutyökaluilla on oltava useita toiminnallisia yhdistelmiä suunnittelijoiden vaatimusten täyttämiseksi. Oikean asettelutyökalun valitsemisen tulisi olla ensimmäinen näkökohta piirilevyn suunnittelussa, eikä sitä pidä koskaan unohtaa. Mentor -grafiikan, Orcad -järjestelmien ja Altiumin tuotteet ovat nykypäivän piirilevyn asettelutyökaluja.

Altium -suunnittelija

Altium-suunnittelija on yksi markkinoiden huippuluokan piirilevyjen suunnittelupaketeista. Automaattisella johdotustoiminnolla tuella linjan pituuden säätämiselle ja 3D -mallinnukselle. Altium -suunnittelija sisältää työkaluja kaikille piirisuunnittelutehtäville kaavamaisesta sieppauksesta HDL: ään sekä piirimulaatioon, signaalianalyysiin, PCB -suunnitteluun ja FPGA: n sulautettuun kehitykseen

Mentor Graphicsin PCB-asettelualusta käsittelee nykypäivän järjestelmäsuunnittelijoiden päähaasteita: tarkka, suorituskyky-ja uudelleenkäyttöön suuntautunut sisäkkäinen suunnittelu; Tehokas reititys tiheissä ja monimutkaisissa topologioissa; Ja sähkömekaaninen optimointi. Alustan keskeinen piirre ja alan keskeinen innovaatio on Sketch -reititin, joka antaa suunnittelijoille täydellisen vuorovaikutteisen hallinnan automaattisen/avustetun purkamisprosessin suhteen, mikä tuottaa samat laatutulokset kuin manuaalinen irrottaminen, mutta paljon vähemmän aikaa.

ORCAD PCB Editor

ORCAD PCB -editori on interaktiivinen ympäristö, joka on kehitetty hallituksen suunnitteluun millä tahansa teknisellä tasolla, yksinkertaisesta monimutkaiseen. Orcad PCB -editori tukee todellista skaalautuvuutta Cadence Allegro -piirilevyjen suunnittelijan PCB -ratkaisuihin, se tukee suunnittelutiimien teknistä kehitystä ja pystyy hallitsemaan rajoituksia (nopea, signaalin eheys jne.) Samalla kun ylläpidetään samaa graafista käyttöliittymää ja tiedostomuotoa

Gerber -tiedosto

Teollisuuden standardi Gerber -tiedostomuotoa käytetään piirilevytuotannon suunnittelutietojen välittämiseen. Gerber on monin tavoin samanlainen kuin elektroniikan PDFS; Se on vain pieni tiedostomuoto, joka on kirjoitettu sekoitetulla koneenohjauskielellä. Circuit Breaker -ohjelmisto luo nämä tiedostot ja lähetetään piirilevylle valmistajalle CAM -ohjelmistolle.

Elektronisten järjestelmien turvallinen integrointi ajoneuvoihin ja muihin monimutkaisiin järjestelmiin esittelee tärkeitä näkökohtia sekä laitteistoille että ohjelmistoille. Insinöörien tavoitteena on minimoida suunnittelun iteraatioiden ja kehitysajan lukumäärä, jolla on merkittäviä etuja suunnittelijoille, jotka toteuttavat työnkulkuja.