Әзірленген схемаға сәйкес модельдеуді орындауға болады және PCB Гербер/бұрғы файлын экспорттау арқылы жобалануы мүмкін. Дизайн қандай болса да, инженерлер схемаларды (және электрондық компоненттерді) қалай орналастыру керектігін және олардың қалай жұмыс істейтінін дәл түсінуі керек. Электроника инженерлері үшін ПХД дизайнына арналған дұрыс бағдарламалық құралды табу қиын міндет болуы мүмкін. Бір ПХД жобасы үшін жақсы жұмыс істейтін бағдарламалық құралдар басқалары үшін жақсы жұмыс істемеуі мүмкін. Инженерлер интуитивті, пайдалы мүмкіндіктерді қамтитын, тәуекелді шектеуге жеткілікті тұрақты және оларды бірнеше жобаларға жарамды ететін сенімді кітапханасы бар тақтаны жобалау құралдарының болуын қалайды.

Аппараттық мәселе

Iot жобалары үшін интеграция өнімділік пен сенімділік үшін өте маңызды және PCBS жүйесінде өткізгіш және өткізбейтін материалдарды біріктіру иот дизайнерлерінен дизайнның әртүрлі электрлік және механикалық аспектілері арасындағы өзара әрекеттесулерді зерттеуді талап етеді. Атап айтқанда, құрамдас бөліктердің өлшемдері кішірейе берген сайын, PCBS-де электр жылыту барған сайын маңызды болып келеді. Сонымен қатар функционалдық талаптар да артып келеді. Дизайндың өнімділікке негізделген өнімділігіне қол жеткізу үшін температура реакциясы, тақтадағы электрлік компоненттердің әрекеті және жалпы жылуды басқару жүйенің функционалдығы мен сенімділігі үшін өте маңызды.

Қорғанысты қамтамасыз ету үшін ПХД оқшаулануы керек. Электрондық жүйені жасау үшін тақтаға қойылған мыс іздерін қорғау арқылы қысқа тұйықталулардың алдын алады. Синтетикалық шайырлы желім қағазы (SRBP, FR-1, FR-2) сияқты арзан баламалармен салыстырғанда, FR-4 физикалық/механикалық қасиеттеріне, әсіресе деректерді жоғары деңгейде сақтау қабілетіне байланысты субстрат материалы ретінде қолайлы. жиіліктер, оның жоғары ыстыққа төзімділігі және басқа материалдарға қарағанда суды аз сіңіретіндігі. FR-4 жоғары деңгейлі ғимараттарда, сондай-ақ өнеркәсіптік және әскери техникада кеңінен қолданылады. Ол өте жоғары оқшаулаумен (ультра жоғары вакуум немесе UHV) үйлесімді.

Дегенмен, ПХД субстраты ретінде FR-4 өндірісте қолданылатын химиялық өңдеуден туындайтын бірқатар шектеулерге тап болады. Атап айтқанда, материал кірмелердің (көпіршіктердің) және жолақтардың (бойлық көпіршіктердің) пайда болуына, сондай-ақ шыны талшықтың деформациясына бейім. Бұл ақаулар диэлектриктердің сәйкес келмейтін беріктігін тудыруы және ПХД сымдарының өнімділігін нашарлатуы мүмкін. Жаңа эпоксидті шыны материалы бұл мәселелерді шешеді.

Басқа жиі қолданылатын материалдарға полиимидті/әйнек талшығы (ол жоғары температураны қолдайды және қаттырақ) және KAPTON (икемді, жеңіл, дисплейлер мен пернетақталар сияқты қолданбаларға жарамды) жатады. Диэлектрлік материалдарды (субстраттарды) таңдау кезінде ескерілетін факторларға термиялық кеңею коэффициенті (CTE), шыныға өту температурасы (Tg), жылу өткізгіштік және механикалық қаттылық жатады.

Әскери/әуе-ғарыштық PCBS макет сипаттамаларына және 100% сынаққа арналған дизайнға (DFT) қамтуға негізделген арнайы дизайнды қарастыруды талап етеді. MIL-STD-883 стандарты әскери және аэроғарыштық жүйелерге жарамды микроэлектрондық құрылғыларды сынау әдістері мен процедураларын, соның ішінде механикалық және электрлік сынақтарды, өндіріс пен оқыту процедураларын және жүйеде тұрақты сапа мен сенімділік деңгейін қамтамасыз ету үшін басқа бақылауларды белгілейді. Мұндай құрылғылардың әртүрлі қолданбалары.

Әртүрлі стандарттарға сай болудан басқа, автомобиль жүйесі электроникасының дизайны интегралды схемаларды орау үшін AEC-Q100 механикалық және электронды сынақ сияқты бірқатар ережелерді сақтауы керек. Қиындық әсерлері көлік қауіпсіздігіне кедергі келтіруі мүмкін. Бұл әсерлерді азайту үшін ПХД дизайнерлері сигнал сызығы мен электр желісі арасындағы қашықтықты көрсетуі керек. Дизайн және стандарттау жүйенің жұмысына әсер етпеу үшін кедергі шектеулері мен жылуды тарату шарттарын қанағаттандыру үшін әрі қарай өзгертуді қажет ететін дизайн аспектілерін автоматты түрде бөлектейтін бағдарламалық құралдар арқылы жеңілдетіледі.

Ескертулер:

Схеманың кедергісі сигнал сапасына қауіп төндірмейді. Автокөліктегі ПХД шумен бомбаланады, ол тізбектегі қажетсіз токты тудыратын күрделі тәсілдермен денемен әрекеттеседі. Автокөліктің тұтану жүйелерінен туындаған кернеудің жоғарылауы мен ауытқуы құрамдас бөліктерді өңдеуге төзімділік шегінен әлдеқайда жоғары итермелеуі мүмкін.

Бағдарламалық құрал мәселесі

Бүгінгі ПХД орналасу құралдары дизайнерлердің талаптарын қанағаттандыру үшін бірнеше функционалды комбинацияларға ие болуы керек. Дұрыс орналасу құралын таңдау ПХД дизайнындағы бірінші мәселе болуы керек және ешқашан назардан тыс қалмауы керек. Mentor Graphics, OrCAD Systems және Altium өнімдері қазіргі ПХД орналасу құралдарының бірі болып табылады.

Altium дизайнері

Altium Designer - бүгінгі күні нарықтағы жоғары деңгейлі ПХД дизайн пакеттерінің бірі. Автоматты сымды қосу функциясымен желі ұзындығын реттеуге және 3D модельдеуге қолдау көрсетіледі. Altium Designer схемалық түсіруден бастап HDL-ге дейінгі барлық схемаларды жобалау тапсырмаларына арналған құралдарды, сонымен қатар схеманы модельдеуді, сигналды талдауды, ПХД дизайнын және FPGA ендірілген әзірлеуді қамтиды.

Mentor Graphics PCB орналасу платформасы бүгінгі жүйе дизайнерлерінің алдында тұрған негізгі міндеттерді шешеді: дәл, өнімділік және қайта пайдалануға бағытталған кірістірілген жоспарлау; Тығыз және күрделі топологияларда тиімді маршруттау; Және электромеханикалық оңтайландыру. Платформаның негізгі ерекшелігі және сала үшін негізгі инновация - Sketch Router, ол дизайнерлерге автоматты/көмекші орамды ашу процесін толық интерактивті басқаруға мүмкіндік береді, қолмен бұрау сияқты сапалы нәтижелерді береді, бірақ әлдеқайда аз уақыт ішінде.

OrCAD PCB редакторы

OrCAD PCB редакторы қарапайымнан күрделіге дейін кез келген техникалық деңгейде тақтаны жобалау үшін жасалған интерактивті орта болып табылады. Cadence Allegro PCB Designer компаниясының PCB шешімдеріне шынайы масштабталатындығына байланысты OrCAD PCB Editor дизайн топтарының техникалық дамуын қолдайды және бірдей графикалық интерфейс пен файл пішімін сақтай отырып, шектеулерді (жоғары жылдамдық, сигнал тұтастығы және т.б.) басқара алады.

Гербер файлы

Салалық стандартты Gerber файл пішімі ПХД өндірісі үшін дизайн ақпаратын жеткізу үшін пайдаланылады. Көптеген жолдармен Гербер электроникадағы PDFS файлына ұқсас; Бұл аралас машиналық басқару тілінде жазылған шағын файл пішімі ғана. Бұл файлдар автоматты ажыратқыш бағдарламалық құралы арқылы жасалады және ПХД өндірушісіне CAM бағдарламалық құралына жіберіледі.

Электрондық жүйелерді көліктерге және басқа күрделі жүйелерге қауіпсіз біріктіру аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету үшін маңызды ойларды ұсынады. Инженерлер жобалау итерацияларының санын және әзірлеу уақытын барынша азайтуды мақсат етеді, бұл жұмыс үрдістерін жүзеге асыратын дизайнерлер үшін маңызды артықшылықтарға ие.