Prema dijagramu razvijenog kruga, simulacija se može izvesti i PCB se može dizajnirati izvozom datoteke gerber/bušilice. Bez obzira na dizajn, inženjeri moraju točno shvatiti kako treba postaviti krugove (i elektroničke komponente) i kako rade. Za inženjere elektronike, pronalaženje pravih softverskih alata za PCB dizajn može biti zastrašujući zadatak. Softverski alati koji dobro funkcioniraju za jedan PCB projekt možda neće dobro funkcionirati za druge. Inženjeri žele alate za dizajn ploča koji su intuitivni, sadrže korisne značajke, dovoljno su stabilni da ograniče rizik i imaju robusnu biblioteku koja ih čini prikladnim za više projekata.

Problem s hardverom

Za IoT projekte integracija je presudna za performanse i pouzdanost, a integracija vodljivih i neprovodnih materijala u PCB-u zahtijeva da IoT dizajneri proučavaju interakcije između različitih električnih i mehaničkih aspekata dizajna. Posebno, kako se veličine komponenti i dalje smanjuju, električno grijanje na PCB -u postaje sve kritičniji. Istodobno se povećavaju funkcionalni zahtjevi. Za postizanje performansi performansi dizajna, temperaturnog odgovora, ponašanje električnih komponenti na ploči i cjelokupno toplinsko upravljanje presudno je za funkcionalnost i pouzdanost sustava.

PCB mora biti izoliran kako bi se osigurala zaštita. Kratki spojevi se sprečavaju zaštitom bakrenih tragova postavljenih na ploči kako bi se stvorio elektronički sustav. U usporedbi s jeftinim alternativama kao što je adhezivni papir sintetičke smole (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 je prikladniji kao materijal supstrata zbog svojih fizičkih/mehaničkih svojstava, posebno sposobnosti zadržavanja podataka na visokim frekvencijama, velike toplinske otpornosti i činjenice da upija manje vode nego na drugim materijalima. FR-4 se široko koristi u zgradama vrhunskih, kao i industrijskoj i vojnoj opremi. Kompatibilno je s ultra-visokom izolacijom (ultra-visoki vakuum ili UHV).

Međutim, FR-4 kao PCB supstrat suočava se s brojnim ograničenjima koja proizlaze iz kemijskog tretmana koji se koristi u proizvodnji. Konkretno, materijal je sklon stvaranju inkluzija (mjehurića) i pruga (uzdužni mjehurići), kao i deformacije staklenih vlakana. Ti nedostaci mogu uzrokovati nedosljedne dielektrične čvrstoće i oštetiti performanse ožičenja PCB -a. Novi materijal za epoksidni staklo rješava ove probleme.

Ostali obično korišteni materijali uključuju poliimidno/stakleno vlakno (koje podržava veće temperature i teže je) i Kapton (fleksibilan, lagan, pogodan za aplikacije poput zaslona i tipkovnica). Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru dielektričnih materijala (supstrata) uključuju koeficijent toplinske ekspanzije (CTE), temperaturu stakla (TG), toplinsku vodljivost i mehaničku krutost.

Vojna/zrakoplovna PCB -a zahtijevaju posebna razmatranja dizajna na temelju specifikacija izgleda i 100% dizajna za pokrivanje testa (DFT). Standard MIL-STD-883 uspostavlja metode i postupke za testiranje mikroelektronskih uređaja pogodnih za vojne i zrakoplovne sustave, uključujući mehaničke i električne testne, proizvodnje i postupke obuke i druge kontrole kako bi se osigurala konzistentna razina kvalitete i pouzdanosti u cijelom sustavu. Različite primjene takvih uređaja.

Osim ispunjavanja različitih standarda, dizajn elektronike automobilskog sustava mora slijediti niz pravila, poput mehaničkog i elektroničkog ispitivanja AEC-Q100 za integrirane krugove pakiranja. Učinci prekrivanja mogu ometati sigurnost vozila. Da bi umanjili ove efekte, dizajneri PCB -a moraju odrediti udaljenost između signalne linije i linije snage. Dizajn i standardizacija olakšavaju se softverskim alatima koji automatski ističu aspekte dizajna koji trebaju daljnje izmjene kako bi se zadovoljile ograničenja smetnji i uvjeti rasipanja topline kako bi se izbjeglo utjecaj na rad sustava.

Bilješke:

Smetnje iz samog kruga nisu prijetnja kvaliteti signala. PCB u automobilu bombardiran je bukom, koji s tijelom djeluje na složene načine kako inducirati neželjenu struju u krugu. Naponski šiljci i fluktuacije uzrokovane automobilskim sustavima paljenja mogu gurnuti komponente daleko izvan njihovih tolerancija obrade.

Problem softvera

Današnji alati za izgled PCB -a moraju imati više funkcionalnih kombinacija kako bi ispunili zahtjeve dizajnera. Odabir alata za pravi izgled trebao bi biti prvo razmatranje u dizajnu PCB -a i nikada ga ne treba zanemariti. Proizvodi iz mentorske grafike, Orcad Systems i Altium spadaju u današnje alate za izgled PCB -a.

Altium dizajner

Altium Designer jedan je od vrhunskih paketa PCB dizajna na tržištu danas. Uz funkciju automatskog ožičenja, podrška za podešavanje duljine linije i 3D modeliranje. Altium Dizajner uključuje alate za sve zadatke dizajna kruga, od shematskog hvatanja do HDL -a, kao i simulacije kruga, analizu signala, dizajn PCB -a i razvoj ugrađeni FPGA

Platforma PCB-a Mentor Graphics bavi se glavnim izazovima s kojima se današnji dizajneri sustava suočavaju: točni, performanse-i ponovno uporaba ugniježđenog planiranja; Učinkovito usmjeravanje u gustim i složenim topologijama; I elektromehanička optimizacija. Ključna značajka platforme i ključna inovacija za industriju je Skice usmjerivač, koji dizajnerima daje potpunu interaktivnu kontrolu nad automatskim/potpomognutim postupkom uklanjanja, stvarajući iste rezultate kvalitete kao i ručno neovlašteno, ali u mnogo manje vremena.

Orcad PCB uređivač

ORCAD PCB Editor interaktivno je okruženje razvijeno za dizajn ploča na bilo kojoj tehničkoj razini, od jednostavnog do kompleksa. Zbog svoje istinske skalabilnosti za CAdence Allegro PCB dizajnerska PCB rješenja, Orcad PCB Editor podržava tehnički razvoj dizajnerskih timova i može upravljati ograničenjima (velika brzina, integritet signala, itd.

Gerber datoteka

Industrijski standardni format Gerber datoteke koristi se za prenošenje informacija o dizajnu za proizvodnju PCB -a. Gerber je na mnogo načina sličan PDF -ovima u elektronici; To je samo mali format datoteke napisan na mješovitom jeziku za upravljanje strojem. Ove datoteke generiraju softver za prekid kruga i šalju se proizvođaču PCB -a na softver CAM.

Sigurno integriranje elektroničkih sustava u vozila i druge složene sustave predstavlja važna razmatranja i za hardver i za softver. Inženjeri imaju za cilj minimizirati broj iteracija dizajna i vremena razvoja, što ima značajne prednosti za dizajnere koji implementiraju tijekove rada.