Atbilstoši izstrādātajai shēmas shēmai var veikt simulāciju un projektēt PCB, eksportējot Gerber/drill failu. Neatkarīgi no konstrukcijas inženieriem ir precīzi jāsaprot, kā shēmas (un elektroniskie komponenti) ir jāizkārto un kā tās darbojas. Elektronikas inženieriem PCB projektēšanai piemērotu programmatūras rīku atrašana var būt biedējošs uzdevums. Programmatūras rīki, kas labi darbojas vienam PCB projektam, var nedarboties labi citiem. Inženieri vēlas, lai dēļu projektēšanas rīki būtu intuitīvi, satur noderīgas funkcijas, ir pietiekami stabili, lai ierobežotu risku, un tiem būtu spēcīga bibliotēka, kas padara tos piemērotus vairākiem projektiem.

Aparatūras problēma

Iot projektos integrācija ir ļoti svarīga veiktspējai un uzticamībai, un vadošu un nevadošu materiālu integrācija PCBS prasa, lai iot dizaineriem izpētītu mijiedarbību starp dažādiem dizaina elektriskajiem un mehāniskajiem aspektiem. Jo īpaši, tā kā komponentu izmēri turpina sarukt, PCBS elektriskā apkure kļūst arvien kritiskāka. Tajā pašā laikā pieaug funkcionālās prasības. Lai sasniegtu uz veiktspēju balstītu konstrukcijas veiktspēju, temperatūras reakcija, paneļa elektrisko komponentu darbība un vispārējā siltuma pārvaldība ir ļoti svarīgas sistēmas funkcionalitātei un uzticamībai.

PCB ir jāizolē, lai nodrošinātu aizsardzību. Īssavienojumi tiek novērsti, aizsargājot uz tāfeles novietotās vara pēdas, lai izveidotu elektronisko sistēmu. Salīdzinot ar zemu izmaksu alternatīvām, piemēram, sintētisko sveķu līmpapīru (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 ir piemērotāks kā substrāta materiāls, pateicoties tā fizikālajām/mehāniskām īpašībām, jo ​​īpaši spējai saglabāt datus augstā temperatūrā. frekvences, tā augstā karstumizturība un fakts, ka tas absorbē mazāk ūdens nekā citi materiāli. FR-4 plaši izmanto augstas klases ēkās, kā arī rūpnieciskajā un militārajā aprīkojumā. Tas ir savietojams ar īpaši augstu izolāciju (īpaši augstu vakuumu vai UHV).

Tomēr FR-4 kā PCB substrāts saskaras ar vairākiem ierobežojumiem, kas izriet no ražošanā izmantotās ķīmiskās apstrādes. Jo īpaši materiāls ir pakļauts ieslēgumu (burbuļu) un svītru (garenisko burbuļu) veidošanās, kā arī stikla šķiedras deformācijai. Šie defekti var izraisīt nekonsekventu dielektrisko izturību un pasliktināt PCB vadu veiktspēju. Jaunais epoksīda stikla materiāls atrisina šīs problēmas.

Citi plaši izmantotie materiāli ir poliimīda/stikla šķiedra (kas iztur augstāku temperatūru un ir cietāka) un KAPTON (elastīgs, viegls, piemērots tādiem lietojumiem kā displeji un tastatūras). Izvēloties dielektriskos materiālus (substrātus), jāņem vērā tādi faktori kā termiskās izplešanās koeficients (CTE), stiklošanās temperatūra (Tg), siltumvadītspēja un mehāniskā stingrība.

Militārajai/aviācijas PCBS ir nepieciešami īpaši dizaina apsvērumi, pamatojoties uz izkārtojuma specifikācijām un 100% Design for Test (DFT) pārklājumu. Standarts MIL-STD-883 nosaka militārām un kosmosa sistēmām piemērotu mikroelektronisko ierīču testēšanas metodes un procedūras, tostarp mehānisko un elektrisko testēšanu, ražošanas un apmācības procedūras un citas kontroles, lai nodrošinātu nemainīgu kvalitātes un uzticamības līmeni visā sistēmā. Dažādi šādu ierīču pielietojumi.

Papildus atbilstībai dažādiem standartiem, automobiļu sistēmu elektronikas projektēšanai ir jāievēro virkne noteikumu, piemēram, AEC-Q100 mehāniskā un elektroniskā pārbaude integrālo shēmu iesaiņošanai. Šķērsrunas efekti var traucēt transportlīdzekļa drošību. Lai samazinātu šos efektus, PCB dizaineriem ir jānorāda attālums starp signāla līniju un strāvas līniju. Projektēšanu un standartizāciju atvieglo programmatūras rīki, kas automātiski izceļ dizaina aspektus, kuriem nepieciešama turpmāka modifikācija, lai atbilstu traucējumu ierobežojumiem un siltuma izkliedes nosacījumiem, lai izvairītos no sistēmas darbības ietekmēšanas.

Piezīmes:

Traucējumi no pašas ķēdes neapdraud signāla kvalitāti. Automašīnas PCB tiek bombardēts ar troksni, kas mijiedarbojas ar ķermeni sarežģītos veidos, lai ķēdē izraisītu nevēlamu strāvu. Automobiļu aizdedzes sistēmu izraisīti sprieguma lēcieni un svārstības var nospiest komponentus daudz tālāk par to apstrādes pielaidēm.

Programmatūras problēma

Mūsdienu PCB izkārtojuma rīkiem ir jābūt vairākām funkcionālām kombinācijām, lai tie atbilstu dizaineru prasībām. Pareiza izkārtojuma rīka izvēlei jābūt pirmajam apsvērumam PCB projektēšanā, un to nekad nevajadzētu aizmirst. Produkti no Mentor Graphics, OrCAD Systems un Altium ir viens no mūsdienu PCB izkārtojuma rīkiem.

Altium dizainers

Altium Designer ir viena no augstākās klases PCB dizaina pakotnēm mūsdienu tirgū. Ar automātisko elektroinstalācijas funkciju, atbalstu līnijas garuma regulēšanai un 3D modelēšanai. Altium Designer ietver rīkus visiem ķēdes projektēšanas uzdevumiem, sākot no shematiskas uztveršanas līdz HDL, kā arī ķēdes simulāciju, signālu analīzi, PCB projektēšanu un FPGA iegulto izstrādi.

Mentor Graphics PCB izkārtojuma platforma risina galvenās problēmas, ar kurām saskaras mūsdienu sistēmu dizaineri: precīza, veiktspēja un uz atkārtotu izmantošanu orientēta ligzdotā plānošana; Efektīva maršrutēšana blīvās un sarežģītās topoloģijās; Un elektromehāniskā optimizācija. Platformas galvenā iezīme un galvenais inovācijas nozarei ir Sketch Router, kas sniedz dizaineriem pilnīgu interaktīvu kontroli pār automātiskās/atbalstītās attīšanas procesu, radot tādas pašas kvalitātes rezultātus kā manuāla attīšana, taču daudz īsākā laikā.

OrCAD PCB redaktors

OrCAD PCB Editor ir interaktīva vide, kas izstrādāta plates projektēšanai jebkurā tehniskā līmenī, no vienkāršas līdz sarežģītai. Pateicoties tā patiesajai mērogojamībai līdz Cadence Allegro PCB Designer PCB risinājumiem, OrCAD PCB Editor atbalsta projektēšanas komandu tehnisko attīstību un spēj pārvaldīt ierobežojumus (lielu ātrumu, signāla integritāti utt.), vienlaikus saglabājot to pašu grafisko interfeisu un faila formātu.

Gerber fails

Nozares standarta Gerber faila formāts tiek izmantots, lai nodotu dizaina informāciju PCB ražošanai. Daudzos veidos Gerber ir līdzīgs PDFS elektronikā; Tas ir tikai neliels faila formāts, kas rakstīts jauktā mašīnas vadības valodā. Šos failus ģenerē ķēdes pārtraucēja programmatūra un nosūta PCB ražotājam uz CAM programmatūru.

Droša elektronisko sistēmu integrēšana transportlīdzekļos un citās sarežģītās sistēmās ir svarīgi apsvērumi gan attiecībā uz aparatūru, gan programmatūru. Inženieri cenšas samazināt projektēšanas iterāciju skaitu un izstrādes laiku, kas sniedz ievērojamas priekšrocības dizaineriem, kas ievieš darbplūsmas.