Menurut diagram sirkuit yang dikembangkan, simulasi dapat dilakukan dan PCB dapat dirancang dengan mengekspor file Gerber/Bor. Apa pun desainnya, insinyur perlu memahami dengan tepat bagaimana sirkuit (dan komponen elektronik) harus diletakkan dan bagaimana cara kerjanya. Untuk insinyur elektronik, menemukan perangkat perangkat lunak yang tepat untuk desain PCB dapat menjadi tugas yang menakutkan. Perangkat perangkat lunak yang bekerja dengan baik untuk satu proyek PCB mungkin tidak bekerja dengan baik untuk orang lain. Insinyur menginginkan alat desain papan yang intuitif, berisi fitur yang berguna, cukup stabil untuk membatasi risiko, dan memiliki perpustakaan yang kuat yang membuatnya cocok untuk beberapa proyek.

Masalah perangkat keras

Untuk proyek IoT, integrasi sangat penting untuk kinerja dan keandalan, dan integrasi bahan konduktif dan non-konduktif dalam PCB membutuhkan perancang IoT untuk mempelajari interaksi antara berbagai aspek listrik dan mekanik dari desain. Secara khusus, karena ukuran komponen terus menyusut, pemanasan listrik pada PCB menjadi semakin kritis. Pada saat yang sama, persyaratan fungsional meningkat. Untuk mencapai kinerja berbasis kinerja dari desain, respons suhu, perilaku komponen listrik di papan tulis, dan manajemen termal secara keseluruhan sangat penting untuk fungsionalitas dan keandalan sistem.

PCB harus diisolasi untuk memastikan perlindungan. Sirkuit pendek dicegah dengan melindungi jejak tembaga yang ditempatkan di papan untuk membuat sistem elektronik. Dibandingkan dengan alternatif berbiaya rendah seperti kertas perekat resin sintetis (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 lebih cocok sebagai bahan substrat karena sifat fisik/mekaniknya, terutama kemampuan untuk menahan data pada frekuensi tinggi, ketahanan panasnya yang tinggi, dan fakta bahwa ia menyerap air lebih sedikit daripada bahan lain. FR-4 banyak digunakan di gedung-gedung kelas atas serta peralatan industri dan militer. Ini kompatibel dengan isolasi ultra-tinggi (vakum ultra-tinggi atau UHV).

Namun, FR-4 sebagai substrat PCB menghadapi sejumlah keterbatasan, yang berasal dari perawatan kimia yang digunakan dalam produksi. Secara khusus, material rentan terhadap pembentukan inklusi (gelembung) dan goresan (gelembung longitudinal), serta deformasi serat kaca. Cacat ini dapat menyebabkan kekuatan dielektrik yang tidak konsisten dan merusak kinerja kabel PCB. Bahan kaca epoksi baru memecahkan masalah ini.

Bahan lain yang umum digunakan termasuk serat poliimida/kaca (yang mendukung suhu yang lebih tinggi dan lebih sulit) dan Kapton (fleksibel, ringan, cocok untuk aplikasi seperti display dan keyboard). Faktor -faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih bahan dielektrik (substrat) termasuk koefisien ekspansi termal (CTE), suhu transisi kaca (TG), konduktivitas termal, dan kekakuan mekanik.

PCB Militer/Aerospace memerlukan pertimbangan desain khusus berdasarkan spesifikasi tata letak dan cakupan desain 100% untuk tes (DFT). Standar MIL-STD-883 menetapkan metode dan prosedur untuk menguji perangkat mikroelektronik yang cocok untuk sistem militer dan kedirgantaraan, termasuk pengujian mekanis dan listrik, prosedur manufaktur dan pelatihan, dan kontrol lainnya untuk memastikan tingkat kualitas dan keandalan yang konsisten di seluruh sistem. Berbagai aplikasi perangkat tersebut.

Selain memenuhi berbagai standar, desain elektronik sistem otomotif harus mengikuti serangkaian aturan, seperti uji mekanik dan elektronik AEC-Q100 untuk pengemasan sirkuit terintegrasi. Efek crosstalk dapat mengganggu keselamatan kendaraan. Untuk meminimalkan efek ini, desainer PCB harus menentukan jarak antara saluran sinyal dan saluran listrik. Desain dan standardisasi difasilitasi oleh perangkat lunak yang secara otomatis menyoroti aspek -aspek desain yang membutuhkan modifikasi lebih lanjut untuk memenuhi keterbatasan interferensi dan kondisi disipasi panas untuk menghindari pengembangan operasi sistem.

Catatan:

Gangguan dari sirkuit itu sendiri bukanlah ancaman terhadap kualitas sinyal. PCB dalam mobil dibombardir dengan kebisingan, yang berinteraksi dengan tubuh dengan cara yang kompleks untuk menginduksi arus yang tidak diinginkan di sirkuit. Lonjakan tegangan dan fluktuasi yang disebabkan oleh sistem pengapian otomotif dapat mendorong komponen yang jauh melampaui toleransi pemesinan mereka.

Masalah perangkat lunak

Alat tata letak PCB saat ini harus memiliki banyak kombinasi fungsional untuk memenuhi persyaratan desainer. Memilih alat tata letak yang tepat harus menjadi pertimbangan pertama dalam desain PCB dan tidak boleh diabaikan. Produk dari Mentor Graphics, ORCAD Systems, dan Altium adalah di antara alat tata letak PCB saat ini.

Perancang Altium

Altium Designer adalah salah satu paket desain PCB kelas atas di pasaran saat ini. Dengan fungsi kabel otomatis, dukungan untuk penyesuaian panjang garis dan pemodelan 3D. Altium Designer mencakup alat untuk semua tugas desain sirkuit, dari penangkapan skematik hingga HDL serta simulasi sirkuit, analisis sinyal, desain PCB, dan pengembangan tertanam FPGA

Platform tata letak PCB Mentor Graphics membahas tantangan utama yang dihadapi perancang sistem saat ini: akurat, kinerja-dan perencanaan bersarang yang berorientasi menggunakan kembali; Routing yang efisien dalam topologi padat dan kompleks; Dan optimasi elektromekanis. Fitur utama dari platform dan inovasi utama untuk industri ini adalah sketsa router, yang memberikan desainer kontrol interaktif penuh atas proses uncoiling otomatis/dibantu, menghasilkan hasil kualitas yang sama seperti uncoiling manual, tetapi dalam waktu yang jauh lebih sedikit.

Editor PCB Orcad

Orcad PCB Editor adalah lingkungan interaktif yang dikembangkan untuk desain dewan di tingkat teknis apa pun, dari sederhana hingga kompleks. Karena skalabilitas sebenarnya untuk solusi PCB perancang PCB Cadence Allegro, editor PCB ORCAD mendukung pengembangan teknis tim desain dan mampu mengelola kendala (kecepatan tinggi, integritas sinyal, dll.) Sambil mempertahankan antarmuka grafis yang sama dan format file yang sama

File Gerber

Format file Gerber standar industri digunakan untuk menyampaikan informasi desain untuk produksi PCB. Dalam banyak hal, Gerber mirip dengan PDF dalam elektronik; Ini hanya format file kecil yang ditulis dalam bahasa kontrol mesin campuran. File -file ini dihasilkan oleh perangkat lunak pemutus sirkuit dan dikirim ke produsen PCB ke perangkat lunak CAM.

Mengintegrasikan sistem elektronik dengan aman ke dalam kendaraan dan sistem kompleks lainnya menghadirkan pertimbangan penting untuk perangkat keras dan perangkat lunak. Insinyur bertujuan untuk meminimalkan jumlah iterasi desain dan waktu pengembangan, yang memiliki keunggulan signifikan bagi perancang yang menerapkan alur kerja.