Selon le schéma de circuit développé, la simulation peut être effectuée et le PCB peut être conçu en exportant le fichier Gerber / Drill. Quelle que soit la conception, les ingénieurs doivent comprendre exactement comment les circuits (et les composants électroniques) doivent être disposés et comment ils fonctionnent. Pour les ingénieurs électroniques, trouver les bons outils logiciels pour la conception de PCB peut être une tâche intimidante. Les outils logiciels qui fonctionnent bien pour un projet PCB peuvent ne pas fonctionner bien pour les autres. Les ingénieurs souhaitent que les outils de conception de la carte qui sont intuitifs, contiennent des fonctionnalités utiles, sont suffisamment stables pour limiter les risques et ont une bibliothèque robuste qui les rend adaptés à plusieurs projets.

Problème matériel

Pour les projets IoT, l'intégration est essentielle pour les performances et la fiabilité, et l'intégration des matériaux conductrices et non conducteurs dans les PCB oblige les concepteurs d'IoT pour étudier les interactions entre les différents aspects électriques et mécaniques de la conception. En particulier, à mesure que les tailles de composants continuent de rétrécir, le chauffage électrique sur les PCB devient de plus en plus critique. Dans le même temps, les exigences fonctionnelles augmentent. Pour atteindre les performances basées sur les performances de la conception, la réponse à la température, le comportement des composants électriques de la carte et la gestion thermique globale sont essentiels à la fonctionnalité et à la fiabilité du système.

Le PCB doit être isolé pour assurer la protection. Les courts-circuits sont empêchés en protégeant les traces de cuivre placées sur la carte pour créer le système électronique. Par rapport aux alternatives à faible coût telles que le papier adhésif en résine synthétique (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 est plus approprié en tant que matériau de substrat en raison de ses propriétés physiques / mécaniques, en particulier la capacité de conserver les données à des fréquences élevées, sa forte résistance à la chaleur et le fait qu'il absorbe moins d'eau que d'autres matériaux. Le FR-4 est largement utilisé dans les bâtiments haut de gamme ainsi que dans les équipements industriels et militaires. Il est compatible avec l'isolation ultra-élevée (vide ultra-élevé ou UHV).

Cependant, FR-4 en tant que substrat PCB fait face à un certain nombre de limitations, qui découlent du traitement chimique utilisé dans la production. En particulier, le matériau est sujet à la formation d'inclusions (bulles) et de stries (bulles longitudinales), ainsi que de la déformation de la fibre de verre. Ces défauts peuvent provoquer une résistance diélectrique incohérente et altérer les performances de câblage des PCB. Le nouveau matériau en verre époxy résout ces problèmes.

Les autres matériaux couramment utilisés comprennent des fibres de polyimide / verre (qui prennent en charge des températures plus élevées et sont plus difficiles) et Kapton (flexible, léger, adapté aux applications telles que les écrans et les claviers). Les facteurs à considérer lors de la sélection des matériaux diélectriques (substrats) comprennent le coefficient de dilatation thermique (CTE), la température de transition vitreuse (TG), la conductivité thermique et la rigidité mécanique.

Les PCB militaires / aérospatiaux nécessitent des considérations de conception spéciales basées sur les spécifications de disposition et une conception à 100% pour la couverture du test (DFT). La norme MIL-STD-883 établit des méthodes et procédures pour tester les dispositifs microélectroniques adaptés aux systèmes militaires et aérospatiaux, y compris les tests mécaniques et électriques, les procédures de fabrication et de formation et d'autres contrôles pour garantir des niveaux cohérents de qualité et de fiabilité dans tout le système. Diverses applications de ces appareils.

En plus de respecter diverses normes, la conception de l'électronique du système automobile doit suivre une série de règles, telles que le test mécanique et électronique AEC-Q100 pour les circuits intégrés de l'emballage. Les effets de diaphonie peuvent interférer avec la sécurité des véhicules. Pour minimiser ces effets, les concepteurs de PCB doivent spécifier une distance entre la ligne de signal et la ligne électrique. La conception et la normalisation sont facilitées par des outils logiciels qui mettent automatiquement en évidence les aspects de la conception qui nécessitent une modification supplémentaire pour respecter les limitations d'interférence et les conditions de dissipation de la chaleur afin d'éviter d'affecter le fonctionnement du système.

Notes:

L'interférence du circuit lui-même n'est pas une menace pour la qualité du signal. Le PCB dans la voiture est bombardé de bruit, qui interagit avec le corps de manière complexe pour induire un courant indésirable dans le circuit. Les pics de tension et les fluctuations causés par les systèmes d'allumage automobile peuvent pousser les composants bien au-delà de leurs tolérances d'usinage.

Problème logiciel

Les outils de disposition des PCB d'aujourd'hui doivent avoir plusieurs combinaisons fonctionnelles pour répondre aux exigences des concepteurs. Le choix du bon outil de mise en page devrait être la première considération dans la conception de PCB et ne doit jamais être négligé. Les produits des graphiques mentor, des systèmes ORCAD et de l'altium font partie des outils de disposition des PCB d'aujourd'hui.

Concepteur d'altium

Altium Designer est l'un des packages de conception PCB haut de gamme sur le marché aujourd'hui. Avec la fonction de câblage automatique, prise en charge du réglage de la longueur de ligne et de la modélisation 3D. Altium Designer comprend des outils pour toutes les tâches de conception de circuits, de la capture schématique au HDL ainsi que la simulation de circuit, l'analyse du signal, la conception de PCB et le développement intégré FPGA

La plate-forme de mise en page PCB de Mentor Graphics relève les principaux défis auxquels sont confrontés les concepteurs de systèmes d'aujourd'hui: précision, performance - et planification imbriquée orientée vers la réutilisation; Routage efficace dans les topologies denses et complexes; Et optimisation électromécanique. Une caractéristique clé de la plate-forme et une innovation clé pour l'industrie est le routeur Sketch, qui donne aux concepteurs un contrôle interactif complet sur le processus de débouchage automatique / assisté, produisant les mêmes résultats de qualité que le démêlage manuel, mais en beaucoup moins de temps.

Éditeur de PCB ORCAD

ORCAD PCB Editor est un environnement interactif développé pour la conception de la carte à n'importe quel niveau technique, de simple à complexe. En raison de sa véritable évolutivité à Cadence Allegro PCB Designer's PCB Solutions, Orcad PCB Editor prend en charge le développement technique des équipes de conception et est capable de gérer les contraintes (grande vitesse, intégrité du signal, etc.) tout en conservant la même interface graphique et format de fichier

Fichier Gerber

Le format de fichier Gerber standard de l'industrie est utilisé pour transmettre des informations de conception pour la production de PCB. À bien des égards, Gerber est similaire aux PDF en électronique; C'est juste un petit format de fichier écrit dans un langage de contrôle de machine mixte. Ces fichiers sont générés par le logiciel de disjoncteur et envoyés au fabricant de PCB au logiciel CAM.

L'intégration en toute sécurité des systèmes électroniques dans les véhicules et autres systèmes complexes présente des considérations importantes pour le matériel et les logiciels. Les ingénieurs visent à minimiser le nombre d'itérations de conception et de temps de développement, ce qui présente des avantages importants pour les concepteurs mettant en œuvre des workflows.