Համաձայն մշակված սխեմայի, մոդելավորումը կարող է իրականացվել, և PCB-ն կարող է նախագծվել՝ արտահանելով Gerber/drill ֆայլը: Անկախ դիզայնից, ինժեներները պետք է հստակ հասկանան, թե ինչպես պետք է տեղադրվեն սխեմաները (և էլեկտրոնային բաղադրիչները) և ինչպես են դրանք աշխատում: Էլեկտրոնիկայի ինժեներների համար PCB-ի նախագծման համար ճիշտ ծրագրային գործիքներ գտնելը կարող է դժվար գործ լինել: Ծրագրային գործիքները, որոնք լավ են աշխատում մեկ PCB նախագծի համար, կարող են լավ չաշխատել մյուսների համար: Ինժեներները ցանկանում են տախտակի նախագծման գործիքներ, որոնք ինտուիտիվ են, պարունակում են օգտակար հատկություններ, բավականաչափ կայուն են ռիսկերը սահմանափակելու համար և ունեն ամուր գրադարան, որը դրանք հարմար է դարձնում բազմաթիվ նախագծերի համար:

Սարքավորման խնդիր

Iot նախագծերի համար ինտեգրումը կարևոր է կատարողականի և հուսալիության համար, և PCBS-ում հաղորդիչ և ոչ հաղորդիչ նյութերի ինտեգրումը պահանջում է iot դիզայներներից ուսումնասիրել դիզայնի տարբեր էլեկտրական և մեխանիկական ասպեկտների միջև փոխազդեցությունը: Մասնավորապես, քանի որ բաղադրիչների չափերը շարունակում են կրճատվել, PCBS-ով էլեկտրական ջեռուցումն ավելի ու ավելի կարևոր է դառնում: Միևնույն ժամանակ բարձրանում են ֆունկցիոնալ պահանջները։ Դիզայնի կատարողականի վրա հիմնված կատարման հասնելու համար ջերմաստիճանի արձագանքը, տախտակի վրա էլեկտրական բաղադրիչների պահվածքը և ընդհանուր ջերմային կառավարումը չափազանց կարևոր են համակարգի ֆունկցիոնալության և հուսալիության համար:

Պաշտպանությունն ապահովելու համար PCB-ն պետք է մեկուսացված լինի: Կարճ միացումները կանխվում են՝ պաշտպանելով տախտակի վրա տեղադրված պղնձի հետքերը՝ էլեկտրոնային համակարգը ստեղծելու համար: Համեմատած էժան այլընտրանքների հետ, ինչպիսիք են սինթետիկ խեժի սոսինձ թուղթը (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4-ն ավելի հարմար է որպես հիմքի նյութ՝ շնորհիվ իր ֆիզիկական/մեխանիկական հատկությունների, հատկապես տվյալների բարձր մակարդակում պահելու ունակության պատճառով: հաճախականություններ, նրա բարձր ջերմային դիմադրություն և այն փաստը, որ այն կլանում է ավելի քիչ ջուր, քան մյուս նյութերը: FR-4-ը լայնորեն օգտագործվում է բարձրակարգ շենքերում, ինչպես նաև արդյունաբերական և ռազմական սարքավորումներում: Այն համատեղելի է գերբարձր մեկուսացման հետ (գերբարձր վակուում կամ UHV):

Այնուամենայնիվ, FR-4-ը որպես PCB սուբստրատ բախվում է մի շարք սահմանափակումների, որոնք բխում են արտադրության մեջ օգտագործվող քիմիական մշակումից: Մասնավորապես, նյութը հակված է ներդիրների (փուչիկների) և շերտերի (երկայնական փուչիկների) ձևավորմանը, ինչպես նաև ապակե մանրաթելի դեֆորմացմանը: Այս թերությունները կարող են առաջացնել անհամապատասխան դիէլեկտրական ուժ և խաթարել PCB լարերի աշխատանքը: Նոր էպոքսիդային ապակի նյութը լուծում է այս խնդիրները:

Այլ սովորաբար օգտագործվող նյութերը ներառում են պոլիիմիդ/ապակյա մանրաթել (որն ապահովում է ավելի բարձր ջերմաստիճան և ավելի կոշտ) և KAPTON (ճկուն, թեթև, հարմար է այնպիսի ծրագրերի համար, ինչպիսիք են էկրանները և ստեղնաշարերը): Դիէլեկտրիկ նյութերի (ենթաշերտերի) ընտրության ժամանակ հաշվի առնելու գործոնները ներառում են ջերմային ընդարձակման գործակիցը (CTE), ապակու անցման ջերմաստիճանը (Tg), ջերմային հաղորդունակությունը և մեխանիկական կոշտությունը:

Ռազմական/օդատիեզերական PCBS-ը պահանջում է հատուկ նախագծային նկատառումներ՝ հիմնված դասավորության բնութագրերի և փորձարկման 100% նախագծման (DFT) ծածկույթի վրա: MIL-STD-883 ստանդարտը սահմանում է մեթոդներ և ընթացակարգեր միկրոէլեկտրոնային սարքերի փորձարկման համար, որոնք հարմար են ռազմական և օդատիեզերական համակարգերի համար, ներառյալ մեխանիկական և էլեկտրական փորձարկումները, արտադրական և վարժեցման ընթացակարգերը և այլ հսկողություն՝ համակարգում որակի և հուսալիության հետևողական մակարդակ ապահովելու համար: Նման սարքերի տարբեր կիրառություններ.

Բացի տարբեր չափանիշներին համապատասխանելուց, ավտոմոբիլային համակարգերի էլեկտրոնիկայի նախագծումը պետք է հետևի մի շարք կանոնների, ինչպիսիք են AEC-Q100 մեխանիկական և էլեկտրոնային թեստը ինտեգրալ սխեմաների փաթեթավորման համար: Խաչաձև էֆեկտները կարող են խանգարել մեքենայի անվտանգությանը: Այս ազդեցությունները նվազագույնի հասցնելու համար PCB դիզայներները պետք է նշեն ազդանշանի գծի և էլեկտրահաղորդման գծի միջև հեռավորությունը: Դիզայնը և ստանդարտացմանը նպաստում են ծրագրային գործիքները, որոնք ավտոմատ կերպով ընդգծում են դիզայնի այն կողմերը, որոնք լրացուցիչ փոփոխության կարիք ունեն՝ բավարարելու միջամտության սահմանափակումները և ջերմության ցրման պայմանները՝ խուսափելու համակարգի աշխատանքի վրա ազդելու համար:

Նշումներ:

Ինքնին շղթայի միջամտությունը սպառնալիք չէ ազդանշանի որակի համար: Մեքենայի PCB-ն ռմբակոծվում է աղմուկով, որը բարդ ձևերով փոխազդում է մարմնի հետ՝ միացումում անցանկալի հոսանք առաջացնելու համար: Լարման բարձրացումներն ու տատանումները, որոնք առաջանում են ավտոմեքենաների բռնկման համակարգերից, կարող են բաղադրիչները մղել իրենց մեքենայական հանդուրժողականությունից շատ ավելին:

Ծրագրային խնդիր

Այսօրվա PCB դասավորության գործիքները պետք է ունենան բազմաթիվ ֆունկցիոնալ համակցություններ՝ դիզայներների պահանջները բավարարելու համար: Ճիշտ դասավորության գործիք ընտրելը պետք է լինի առաջին նկատառումը PCB-ի նախագծման մեջ և երբեք չպետք է անտեսվի: Mentor Graphics-ի, OrCAD Systems-ի և Altium-ի արտադրանքները այսօրվա PCB դասավորության գործիքներից են:

Altium դիզայներ

Altium Designer-ը այսօր շուկայում PCB-ի նախագծման բարձրակարգ փաթեթներից մեկն է: Ավտոմատ էլեկտրահաղորդման գործառույթով, գծի երկարության ճշգրտման և 3D մոդելավորման աջակցություն: Altium Designer-ը ներառում է գործիքներ սխեմաների նախագծման բոլոր առաջադրանքների համար՝ սկսած սխեմատիկ նկարահանումից մինչև HDL, ինչպես նաև շղթայի մոդելավորում, ազդանշանի վերլուծություն, PCB ձևավորում և ներկառուցված FPGA մշակում:

Mentor Graphics-ի PCB դասավորության հարթակը անդրադառնում է այսօրվա համակարգի դիզայներների առջեւ ծառացած հիմնական մարտահրավերներին. Արդյունավետ երթուղում խիտ և բարդ տոպոլոգիաներում; Եվ էլեկտրամեխանիկական օպտիմալացում: Պլատֆորմի հիմնական առանձնահատկությունը և արդյունաբերության հիմնական նորամուծությունը Sketch Router-ն է, որը դիզայներներին տալիս է լիարժեք ինտերակտիվ կառավարում ավտոմատ/օժանդակ արձակման գործընթացի վրա՝ տալով նույն որակի արդյունքները, ինչ ձեռքով քանդելը, բայց շատ ավելի քիչ ժամանակում:

OrCAD PCB խմբագիր

OrCAD PCB Editor-ը ինտերակտիվ միջավայր է, որը մշակվել է ցանկացած տեխնիկական մակարդակի տախտակների նախագծման համար՝ պարզից մինչև բարդ: Cadence Allegro PCB Designer-ի PCB լուծումների նկատմամբ իր իրական ընդլայնման շնորհիվ OrCAD PCB Editor-ն աջակցում է դիզայներական թիմերի տեխնիկական զարգացմանը և կարողանում է կառավարել սահմանափակումները (բարձր արագություն, ազդանշանի ամբողջականություն և այլն)՝ պահպանելով նույն գրաֆիկական ինտերֆեյսը և ֆայլի ձևաչափը:

Gerber ֆայլ

Արդյունաբերական ստանդարտ Gerber ֆայլի ձևաչափն օգտագործվում է PCB-ի արտադրության համար նախագծային տեղեկատվություն փոխանցելու համար: Շատ առումներով Գերբերը նման է PDFS-ին էլեկտրոնիկայի մեջ. Դա պարզապես փոքր ֆայլի ձևաչափ է, որը գրված է խառը մեքենայի կառավարման լեզվով: Այս ֆայլերը ստեղծվում են անջատիչի ծրագրաշարով և ուղարկվում են PCB արտադրողին CAM ծրագրակազմին:

Էլեկտրոնային համակարգերի անվտանգ ինտեգրումը տրանսպորտային միջոցների և այլ բարդ համակարգերի մեջ կարևոր նկատառումներ է ներկայացնում ինչպես ապարատային, այնպես էլ ծրագրային ապահովման համար: Ինժեներները նպատակ ունեն նվազագույնի հասցնել նախագծման կրկնությունների քանակը և մշակման ժամանակը, ինչը զգալի առավելություններ ունի աշխատանքային հոսքեր իրականացնող դիզայներների համար: