Menurut diagram sirkuit yang dikembangkan, simulasi dapat dilakukan dan PCB dapat dirancang dengan mengekspor file Gerber/bor. Apapun desainnya, para insinyur perlu memahami dengan tepat bagaimana sirkuit (dan komponen elektronik) harus ditata dan cara kerjanya. Bagi insinyur elektronik, menemukan perangkat lunak yang tepat untuk desain PCB dapat menjadi tugas yang menakutkan. Alat perangkat lunak yang berfungsi dengan baik untuk satu proyek PCB mungkin tidak berfungsi dengan baik untuk proyek lainnya. Insinyur menginginkan alat desain papan yang intuitif, berisi fitur-fitur berguna, cukup stabil untuk membatasi risiko, dan memiliki perpustakaan kuat yang membuatnya cocok untuk banyak proyek.

Masalah perangkat keras

Untuk proyek iot, integrasi sangat penting untuk kinerja dan keandalan, dan integrasi bahan konduktif dan non-konduktif dalam PCBS mengharuskan desainer iot mempelajari interaksi antara berbagai aspek listrik dan mekanik dari desain. Khususnya, karena ukuran komponen terus menyusut, pemanasan listrik pada PCBS menjadi semakin penting. Pada saat yang sama, kebutuhan fungsional meningkat. Untuk mencapai kinerja desain berbasis kinerja, respons suhu, perilaku komponen listrik pada papan, dan manajemen termal secara keseluruhan sangat penting untuk fungsionalitas dan keandalan sistem.

PCB harus diisolasi untuk memastikan perlindungan. Korsleting 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 kemampuannya untuk menyimpan data pada suhu tinggi. frekuensi, ketahanan panasnya yang tinggi, dan fakta bahwa ia menyerap lebih sedikit air dibandingkan bahan lainnya. FR-4 banyak digunakan di gedung-gedung kelas atas serta peralatan industri dan militer. Ini kompatibel dengan insulasi ultra-tinggi (vakum ultra-tinggi atau UHV).

Namun, FR-4 sebagai substrat PCB menghadapi sejumlah keterbatasan, yang disebabkan oleh perlakuan kimia yang digunakan dalam produksi. Secara khusus, bahan tersebut rentan terhadap pembentukan inklusi (gelembung) dan goresan (gelembung memanjang), serta deformasi serat kaca. Cacat ini dapat menyebabkan kekuatan dielektrik tidak konsisten dan mengganggu kinerja kabel PCB. Bahan kaca epoksi baru memecahkan masalah ini.

Bahan lain yang umum digunakan termasuk polimida/serat kaca (yang mendukung suhu lebih tinggi dan lebih keras) dan KAPTON (fleksibel, ringan, cocok untuk aplikasi seperti layar dan keyboard). Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan ketika memilih bahan dielektrik (substrat) meliputi koefisien muai panas (CTE), suhu transisi gelas (Tg), konduktivitas termal, dan kekakuan mekanik.

PCBS militer/dirgantara memerlukan pertimbangan desain khusus berdasarkan spesifikasi tata letak dan cakupan 100% Design for Test (DFT). Standar MIL-STD-883 menetapkan metode dan prosedur untuk pengujian perangkat mikroelektronik yang cocok untuk sistem militer dan ruang angkasa, termasuk pengujian mekanik dan listrik, prosedur manufaktur dan pelatihan, serta 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 mekanis dan elektronik AEC-Q100 untuk pengemasan sirkuit terpadu. Efek crosstalk dapat mengganggu keselamatan kendaraan. Untuk meminimalkan efek ini, perancang PCB harus menentukan jarak antara saluran sinyal dan saluran listrik. Desain dan standardisasi difasilitasi oleh alat perangkat lunak yang secara otomatis menyoroti aspek desain yang memerlukan modifikasi lebih lanjut untuk memenuhi batasan interferensi dan kondisi pembuangan panas agar tidak mempengaruhi pengoperasian sistem.

Catatan:

Interferensi dari rangkaian itu sendiri bukan merupakan ancaman terhadap kualitas sinyal. PCB di dalam mobil dibombardir dengan kebisingan, yang berinteraksi dengan tubuh dengan cara yang rumit untuk menginduksi arus yang tidak diinginkan di sirkuit. Lonjakan tegangan dan fluktuasi yang disebabkan oleh sistem pengapian otomotif dapat mendorong komponen jauh melampaui toleransi pemesinannya.

Masalah perangkat lunak

Alat tata letak PCB saat ini harus memiliki beberapa kombinasi fungsi 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 beberapa alat tata letak PCB saat ini.

Desainer Altium

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

Platform tata letak PCB Mentor Graphics mengatasi tantangan utama yang dihadapi perancang sistem saat ini: perencanaan bersarang yang akurat, berkinerja – dan berorientasi pada penggunaan kembali; Perutean yang efisien dalam topologi yang padat dan kompleks; Dan optimasi elektromekanis. Fitur utama dari platform ini dan inovasi utama bagi industri adalah Sketch Router, yang memberikan desainer kontrol interaktif penuh atas proses pelepasan gulungan otomatis/berbantuan, sehingga menghasilkan kualitas hasil yang sama seperti pelepasan gulungan manual, namun dalam waktu yang jauh lebih singkat.

Editor PCB OrCAD

OrCAD PCB Editor adalah lingkungan interaktif yang dikembangkan untuk desain papan pada tingkat teknis apa pun, dari yang sederhana hingga yang rumit. Karena skalabilitas sebenarnya terhadap solusi PCB Cadence Allegro PCB Designer, OrCAD PCB Editor mendukung pengembangan teknis tim desain dan mampu mengelola kendala (kecepatan tinggi, integritas sinyal, dll.) sambil mempertahankan antarmuka grafis 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 PDFS di bidang elektronik; Itu 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 secara aman ke dalam kendaraan dan sistem kompleks lainnya menghadirkan pertimbangan penting baik untuk perangkat keras maupun perangkat lunak. Insinyur bertujuan untuk meminimalkan jumlah iterasi desain dan waktu pengembangan, yang memiliki keuntungan signifikan bagi desainer yang menerapkan alur kerja.