Prema razvijenom dijagramu strujnog kruga, simulacija se može izvesti i PCB može biti dizajniran izvozom Gerber/drill datoteke. Bez obzira na dizajn, inženjeri moraju točno razumjeti kako sklopovi (i elektroničke komponente) trebaju biti postavljeni i kako rade. Za inženjere elektronike pronalaženje pravih softverskih alata za dizajn tiskanih ploča može biti zastrašujući zadatak. Softverski alati koji rade dobro 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 prikladnima za više projekata.

Hardverski problem

Za IOT projekte, integracija je kritična za performanse i pouzdanost, a integracija vodljivih i nevodljivih materijala u PCBS zahtijeva od IOT dizajnera da prouče interakcije između različitih električnih i mehaničkih aspekata dizajna. Konkretno, kako se veličine komponenti nastavljaju smanjivati, električno grijanje na PCBS-u postaje sve kritičnije. Istovremeno rastu funkcionalni zahtjevi. Kako bi se postigla izvedba dizajna temeljena na performansama, temperaturni odziv, ponašanje električnih komponenti na ploči i cjelokupno upravljanje toplinom ključni su za funkcionalnost i pouzdanost sustava.

PCB mora biti izoliran kako bi se osigurala zaštita. Kratki spojevi su spriječeni zaštitom bakrenih tragova postavljenih na ploču za stvaranje elektroničkog sustava. U usporedbi s jeftinim alternativama kao što je ljepljivi papir od sintetičke smole (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 je prikladniji kao materijal za podlogu zbog svojih fizičkih/mehaničkih svojstava, posebno sposobnosti zadržavanja podataka na visokim frekvencije, njegova visoka otpornost na toplinu i činjenica da upija manje vode od drugih materijala. FR-4 naširoko se koristi u zgradama visoke klase, kao iu industrijskoj i vojnoj opremi. Kompatibilan je s ultra visokom izolacijom (ultra visoki vakuum ili UHV).

Međutim, FR-4 kao PCB supstrat suočava se s nizom ograničenja, koja proizlaze iz kemijske obrade koja se koristi u proizvodnji. Konkretno, materijal je sklon stvaranju inkluzija (mjehurića) i pruga (uzdužnih mjehurića), kao i deformaciji staklenih vlakana. Ovi nedostaci mogu uzrokovati nedosljednu dielektričnu čvrstoću i narušiti performanse PCB ožičenja. Novi materijal od epoksidnog stakla rješava ove probleme.

Ostali često korišteni materijali uključuju poliimidna/staklena vlakna (koja podržavaju više temperature i tvrđa su) i KAPTON (fleksibilan, lagan, prikladan za aplikacije kao što su zasloni i tipkovnice). Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru dielektričnih materijala (supstrata) uključuju koeficijent toplinske ekspanzije (CTE), temperaturu staklenog prijelaza (Tg), toplinsku vodljivost i mehaničku krutost.

Vojni/zrakoplovni PCBS zahtijeva posebna razmatranja dizajna na temelju specifikacija izgleda i 100% pokrivenosti dizajna za testiranje (DFT). Norma MIL-STD-883 utvrđuje metode i postupke za testiranje mikroelektroničkih uređaja prikladnih za vojne i zrakoplovne sustave, uključujući mehanička i električna ispitivanja, postupke proizvodnje i obuke te druge kontrole kako bi se osigurale dosljedne razine kvalitete i pouzdanosti u cijelom sustavu. Razne primjene takvih uređaja.

Osim ispunjavanja raznih standarda, dizajn elektronike automobilskog sustava mora slijediti niz pravila, kao što je AEC-Q100 mehanički i elektronički test za pakiranje integriranih sklopova. Učinci preslušavanja mogu utjecati na sigurnost vozila. Kako bi se ti učinci sveli na najmanju moguću mjeru, dizajneri PCB-a moraju odrediti udaljenost između signalne linije i strujne linije. Dizajn i standardizaciju olakšavaju softverski alati koji automatski ističu aspekte dizajna koje je potrebno dodatno modificirati kako bi se zadovoljila ograničenja smetnji i uvjeti rasipanja topline kako bi se izbjegao utjecaj na rad sustava.

Bilješke:

Smetnje samog kruga nisu prijetnja kvaliteti signala. PCB u automobilu bombardiran je bukom, koja u interakciji s tijelom na složene načine inducira neželjenu struju u krugu. Skokovi napona i fluktuacije uzrokovani automobilskim sustavima paljenja mogu gurnuti komponente daleko iznad njihovih tolerancija obrade.

Problem sa softverom

Današnji alati za izradu tiskanih ploča moraju imati više funkcionalnih kombinacija kako bi zadovoljili zahtjeve dizajnera. Odabir pravog alata za raspored trebao bi biti prva stvar u dizajnu PCB-a i nikada se ne smije zanemariti. Proizvodi tvrtki Mentor Graphics, OrCAD Systems i Altium među današnjim su alatima za izradu tiskanih ploča.

Altium Dizajner

Altium Designer jedan je od vrhunskih PCB dizajn paketa na današnjem tržištu. S funkcijom automatskog ožičenja, podrškom za podešavanje duljine linije i 3D modeliranje. Altium Designer uključuje alate za sve zadatke projektiranja sklopova, od snimanja sheme do HDL-a, kao i simulacije kruga, analize signala, dizajna PCB-a i razvoja ugrađenih FPGA

Platforma PCB izgleda tvrtke Mentor Graphics bavi se glavnim izazovima s kojima se suočavaju današnji dizajneri sustava: precizno planiranje ugniježđenih, orijentirano na performanse i ponovno korištenje; Učinkovito usmjeravanje u gustim i složenim topologijama; I elektromehanička optimizacija. Ključna značajka platforme i ključna inovacija za industriju je Sketch Router, koji dizajnerima daje potpunu interaktivnu kontrolu nad automatskim/potpomognutim procesom odmotavanja, proizvodeći rezultate iste kvalitete kao ručno odmotavanje, ali u puno kraćem vremenu.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor je interaktivno okruženje razvijeno za dizajn ploča na bilo kojoj tehničkoj razini, od jednostavnih do složenih. Zbog svoje istinske skalabilnosti na Cadence Allegro PCB Designer PCB rješenja, OrCAD PCB Editor podržava tehnički razvoj dizajnerskih timova i može upravljati ograničenjima (velika brzina, integritet signala, itd.) dok zadržava isto grafičko sučelje i format datoteke

Gerber datoteka

Industrijski standardni Gerber format datoteke koristi se za prijenos informacija o dizajnu za proizvodnju PCB-a. Na mnogo načina, Gerber je sličan PDFS-u u elektronici; To je samo mali format datoteke napisan u mješovitom strojnom upravljačkom jeziku. Ove datoteke generira softver prekidača i šalje ih proizvođaču PCB-a u CAM softver.

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