Pagal sukurtą grandinės schemą galima atlikti modeliavimą ir suprojektuoti PCB eksportuojant Gerber/drill failą. Kad ir koks būtų dizainas, inžinieriai turi tiksliai suprasti, kaip turėtų būti išdėstytos grandinės (ir elektroniniai komponentai) ir kaip jos veikia. Elektronikos inžinieriams tinkamų PCB projektavimo programinės įrangos įrankių paieška gali būti nelengva užduotis. Programinės įrangos įrankiai, kurie gerai veikia vienam PCB projektui, gali neveikti kitiems. Inžinieriai nori, kad plokščių projektavimo įrankiai būtų intuityvūs, juose būtų naudingų funkcijų, būtų pakankamai stabilūs, kad būtų apribota rizika, ir turi tvirtą biblioteką, todėl jie tinka keliems projektams.

Aparatinės įrangos problema

Iot projektams integracija yra labai svarbi našumui ir patikimumui, o laidžių ir nelaidžių medžiagų integravimas į PCBS reikalauja, kad dizaineriai ištirtų įvairių elektrinių ir mechaninių dizaino aspektų sąveiką. Visų pirma, komponentų dydžiams ir toliau mažėjant, elektrinis PCBS šildymas tampa vis svarbesnis. Kartu didėja funkciniai reikalavimai. Norint pasiekti našumu pagrįstą konstrukcijos veikimą, temperatūros atsakas, plokštės elektrinių komponentų elgsena ir bendras šilumos valdymas yra labai svarbūs sistemos funkcionalumui ir patikimumui.

PCB turi būti izoliuotas, kad būtų užtikrinta apsauga. Trumpųjų jungimų išvengiama apsaugant ant plokštės esančius vario pėdsakus, kad būtų sukurta elektroninė sistema. Palyginti su nebrangiomis alternatyvomis, tokiomis kaip sintetinės dervos lipnus popierius (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 yra tinkamesnis kaip substrato medžiaga dėl savo fizinių / mechaninių savybių, ypač dėl galimybės išsaugoti duomenis aukštoje temperatūroje. dažniai, didelis atsparumas karščiui ir tai, kad jis sugeria mažiau vandens nei kitos medžiagos. FR-4 plačiai naudojamas aukščiausios klasės pastatuose, taip pat pramoninėje ir karinėje įrangoje. Jis suderinamas su itin aukšta izoliacija (itin aukštu vakuumu arba UHV).

Tačiau FR-4, kaip PCB substratas, susiduria su daugybe apribojimų, atsirandančių dėl gamyboje naudojamo cheminio apdorojimo. Visų pirma, medžiaga yra linkusi į intarpų (burbuliukų) ir dryžių (išilginių burbuliukų) susidarymą, taip pat stiklo pluošto deformaciją. Šie defektai gali sukelti nenuoseklų dielektrinį stiprumą ir pabloginti PCB laidų veikimą. Nauja epoksidinio stiklo medžiaga išsprendžia šias problemas.

Kitos dažniausiai naudojamos medžiagos yra poliimido / stiklo pluoštas (kuris palaiko aukštesnę temperatūrą ir yra kietesnis) ir KAPTON (lankstus, lengvas, tinkamas tokioms programoms kaip ekranai ir klaviatūros). Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis dielektrines medžiagas (substratus), yra šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE), stiklėjimo temperatūra (Tg), šilumos laidumas ir mechaninis standumas.

Kariniams / aviacijos PCBS reikia specialių projektavimo sumetimų, pagrįstų išdėstymo specifikacijomis ir 100 % projektavimo bandymui (DFT) aprėpties. MIL-STD-883 standartas nustato karinėms ir kosminėms sistemoms tinkamų mikroelektroninių prietaisų testavimo metodus ir procedūras, įskaitant mechaninius ir elektrinius bandymus, gamybos ir mokymo procedūras bei kitas kontrolės priemones, kad būtų užtikrintas nuoseklus kokybės ir patikimumo lygis visoje sistemoje. Įvairūs tokių įrenginių pritaikymai.

Be atitikties įvairiems standartams, automobilių sistemų elektronikos projektavimas turi atitikti keletą taisyklių, pavyzdžiui, AEC-Q100 mechaninis ir elektroninis integrinių grandynų pakavimo bandymas. Crosstalk poveikis gali trukdyti transporto priemonės saugai. Norėdami sumažinti šiuos efektus, PCB projektuotojai turi nurodyti atstumą tarp signalo linijos ir maitinimo linijos. Projektavimą ir standartizavimą palengvina programinės įrangos įrankiai, kurie automatiškai išryškina dizaino aspektus, kuriuos reikia toliau modifikuoti, kad atitiktų trukdžių apribojimus ir šilumos išsklaidymo sąlygas, kad nepakenktų sistemos veikimui.

Pastabos:

Pačios grandinės trikdžiai nekelia grėsmės signalo kokybei. Automobilyje esantis PCB yra bombarduojamas triukšmo, kuris sąveikauja su kėbulu sudėtingais būdais, kad grandinėje sukeltų nepageidaujamą srovę. Įtampos šuoliai ir svyravimai, kuriuos sukelia automobilių uždegimo sistemos, gali išstumti komponentus daug daugiau nei jų apdirbimo tolerancijos.

Programinės įrangos problema

Šiandieniniai PCB išdėstymo įrankiai turi turėti keletą funkcinių derinių, kad atitiktų dizainerių reikalavimus. Tinkamo išdėstymo įrankio pasirinkimas turėtų būti pirmasis PCB dizaino svarstymas ir niekada neturėtų būti pamirštas. „Mentor Graphics“, „OrCAD Systems“ ir „Altium“ produktai yra vieni iš šių dienų PCB išdėstymo įrankių.

Altium dizaineris

„Altium Designer“ yra vienas iš aukščiausios klasės PCB dizaino paketų šiandieninėje rinkoje. Su automatinio laidų prijungimo funkcija, linijos ilgio reguliavimo ir 3D modeliavimo palaikymu. „Altium Designer“ apima įrankius, skirtus visoms grandinės projektavimo užduotims, nuo schemų fiksavimo iki HDL, taip pat grandinės modeliavimo, signalų analizės, PCB projektavimo ir įterptosios FPGA kūrimo.

Mentor Graphics PCB išdėstymo platforma sprendžia pagrindinius iššūkius, su kuriais susiduria šiandienos sistemų dizaineriai: tikslus, našumas ir į pakartotinį naudojimą orientuotas įdėtas planavimas; Efektyvus maršruto parinkimas tankiose ir sudėtingose ​​topologijose; Ir elektromechaninis optimizavimas. Pagrindinė platformos ypatybė ir pagrindinė pramonės naujovė yra „Sketch Router“, suteikiantis dizaineriams visišką interaktyvią automatinio / pagalbinio išvyniojimo proceso kontrolę, o tai užtikrina tokius pat kokybiškus rezultatus kaip ir rankinis išvyniojimas, tačiau per daug trumpesnį laiką.

OrCAD PCB redaktorius

OrCAD PCB Editor yra interaktyvi aplinka, sukurta plokščių projektavimui bet kokiu techniniu lygiu, nuo paprasto iki sudėtingo. Dėl savo tikro mastelio iki Cadence Allegro PCB Designer PCB sprendimų, OrCAD PCB Editor palaiko techninį projektavimo komandų vystymąsi ir gali valdyti suvaržymus (didelę spartą, signalo vientisumą ir kt.), išlaikant tą pačią grafinę sąsają ir failo formatą.

Gerber failą

Pramonės standartas Gerber failo formatas naudojamas PCB gamybos projektavimo informacijai perduoti. Daugeliu atžvilgių „Gerber“ yra panašus į PDFS elektronikoje; Tai tik mažas failo formatas, parašytas mišria mašinos valdymo kalba. Šiuos failus generuoja grandinės pertraukiklio programinė įranga ir siunčia PCB gamintojui į CAM programinę įrangą.

Saugus elektroninių sistemų integravimas į transporto priemones ir kitas sudėtingas sistemas yra svarbios techninės ir programinės įrangos atžvilgiu. Inžinieriai siekia iki minimumo sumažinti projektavimo iteracijų skaičių ir kūrimo laiką, o tai turi didelių pranašumų projektuotojams, įgyvendinantiems darbo eigas.