विकसित सर्किट डायग्रामनुसार, सिम्युलेशन केले जाऊ शकते आणि Gerber/ड्रिल फाइल निर्यात करून PCB डिझाइन केले जाऊ शकते. डिझाईन काहीही असो, अभियंत्यांनी सर्किट्स (आणि इलेक्ट्रॉनिक घटक) नेमके कसे मांडले पाहिजेत आणि ते कसे कार्य करतात हे समजून घेणे आवश्यक आहे. इलेक्ट्रॉनिक्स अभियंत्यांसाठी, PCB डिझाइनसाठी योग्य सॉफ्टवेअर साधने शोधणे कठीण काम असू शकते. एका PCB प्रकल्पासाठी चांगले काम करणारे सॉफ्टवेअर टूल्स इतरांसाठी चांगले काम करू शकत नाहीत. अभियंत्यांना बोर्ड डिझाइन टूल्स हवे असतात जे अंतर्ज्ञानी असतात, उपयुक्त वैशिष्ट्ये असतात, जोखीम मर्यादित करण्यासाठी पुरेसे स्थिर असतात आणि एक मजबूत लायब्ररी असते जी त्यांना एकाधिक प्रकल्पांसाठी योग्य बनवते.

हार्डवेअर समस्या

आयओटी प्रकल्पांसाठी, कार्यप्रदर्शन आणि विश्वासार्हतेसाठी एकीकरण महत्त्वपूर्ण आहे आणि पीसीबीएसमध्ये प्रवाहकीय आणि नॉन-कंडक्टिव्ह सामग्रीचे एकत्रीकरण करण्यासाठी आयओटी डिझाइनर्सना डिझाइनच्या विविध इलेक्ट्रिकल आणि यांत्रिक पैलूंमधील परस्परसंवादाचा अभ्यास करणे आवश्यक आहे. विशेषतः, घटक आकार कमी होत असल्याने, PCBS वर इलेक्ट्रिक हीटिंग अधिकाधिक गंभीर होत आहे. त्याच वेळी, कार्यात्मक आवश्यकता वाढत आहेत. डिझाईनची कार्यक्षमता-आधारित कामगिरी साध्य करण्यासाठी, तापमान प्रतिसाद, बोर्डवरील विद्युत घटकांचे वर्तन आणि एकूण थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हतेसाठी महत्त्वपूर्ण आहे.

संरक्षण सुनिश्चित करण्यासाठी पीसीबी वेगळे करणे आवश्यक आहे. इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली तयार करण्यासाठी बोर्डवर ठेवलेल्या तांब्याच्या ट्रेसचे संरक्षण करून शॉर्ट सर्किट्स रोखले जातात. सिंथेटिक रेझिन ॲडेसिव्ह पेपर (SRBP, FR-1, FR-2) सारख्या कमी किमतीच्या पर्यायांच्या तुलनेत, FR-4 हे त्याच्या भौतिक/यांत्रिक गुणधर्मांमुळे, विशेषत: उच्च पातळीवर डेटा ठेवण्याच्या क्षमतेमुळे सब्सट्रेट सामग्री म्हणून अधिक योग्य आहे. फ्रिक्वेन्सी, त्याची उच्च उष्णता प्रतिरोधकता आणि इतर पदार्थांपेक्षा ते कमी पाणी शोषून घेते. FR-4 मोठ्या प्रमाणावर उच्च श्रेणीच्या इमारतींमध्ये तसेच औद्योगिक आणि लष्करी उपकरणांमध्ये वापरला जातो. हे अल्ट्रा-हाय इन्सुलेशन (अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम किंवा UHV) शी सुसंगत आहे.

तथापि, PCB सब्सट्रेट म्हणून FR-4 ला अनेक मर्यादांचा सामना करावा लागतो, ज्या उत्पादनात वापरल्या जाणाऱ्या रासायनिक उपचारांमुळे उद्भवतात. विशेषतः, सामग्री समावेश (फुगे) आणि स्ट्रीक्स (रेखांशाचा फुगे), तसेच काचेच्या फायबरच्या विकृतीच्या निर्मितीसाठी प्रवण आहे. या दोषांमुळे विसंगत डायलेक्ट्रिक ताकद होऊ शकते आणि पीसीबी वायरिंगची कार्यक्षमता खराब होऊ शकते. नवीन इपॉक्सी ग्लास सामग्री या समस्यांचे निराकरण करते.

इतर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीमध्ये पॉलिमाइड/ग्लास फायबर (जे जास्त तापमानाला सपोर्ट करते आणि कठोर असते) आणि कॅप्टन (लवचिक, हलके, डिस्प्ले आणि कीबोर्ड सारख्या ऍप्लिकेशनसाठी योग्य) यांचा समावेश होतो. डायलेक्ट्रिक सामग्री (सबस्ट्रेट्स) निवडताना विचारात घेण्याच्या घटकांमध्ये थर्मल विस्तार गुणांक (CTE), काचेचे संक्रमण तापमान (Tg), थर्मल चालकता आणि यांत्रिक कडकपणा यांचा समावेश होतो.

लष्करी/एरोस्पेस PCBS ला लेआउट तपशील आणि 100% डिझाइन फॉर टेस्ट (DFT) कव्हरेजवर आधारित विशेष डिझाइन विचारांची आवश्यकता असते. MIL-STD-883 मानक संपूर्ण प्रणालीमध्ये गुणवत्ता आणि विश्वासार्हतेची सातत्यपूर्ण पातळी सुनिश्चित करण्यासाठी यांत्रिक आणि इलेक्ट्रिकल चाचणी, उत्पादन आणि प्रशिक्षण प्रक्रिया आणि इतर नियंत्रणांसह लष्करी आणि एरोस्पेस सिस्टमसाठी योग्य मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या चाचणीसाठी पद्धती आणि प्रक्रिया स्थापित करते. अशा उपकरणांचे विविध अनुप्रयोग.

विविध मानकांची पूर्तता करण्याव्यतिरिक्त, ऑटोमोटिव्ह सिस्टम इलेक्ट्रॉनिक्सच्या डिझाइनमध्ये अनेक नियमांचे पालन करणे आवश्यक आहे, जसे की पॅकेजिंग इंटिग्रेटेड सर्किट्ससाठी AEC-Q100 यांत्रिक आणि इलेक्ट्रॉनिक चाचणी. क्रॉसस्टॉकचे परिणाम वाहनांच्या सुरक्षिततेमध्ये व्यत्यय आणू शकतात. हे प्रभाव कमी करण्यासाठी, पीसीबी डिझायनर्सने सिग्नल लाइन आणि पॉवर लाइनमधील अंतर निर्दिष्ट करणे आवश्यक आहे. डिझाइन आणि मानकीकरण सॉफ्टवेअर टूल्सद्वारे सुलभ केले जाते जे स्वयंचलितपणे डिझाइनचे पैलू हायलाइट करतात ज्यामध्ये हस्तक्षेप मर्यादा आणि सिस्टम ऑपरेशनवर परिणाम होऊ नये म्हणून उष्णता अपव्यय परिस्थिती पूर्ण करण्यासाठी पुढील सुधारणा आवश्यक आहेत.

टिपा:

सर्किटमधील हस्तक्षेप हा सिग्नलच्या गुणवत्तेसाठी धोका नाही. कारमधील पीसीबीवर आवाजाचा भडिमार केला जातो, जो सर्किटमध्ये अवांछित करंट प्रवृत्त करण्यासाठी जटिल मार्गांनी शरीराशी संवाद साधतो. ऑटोमोटिव्ह इग्निशन सिस्टममुळे व्होल्टेज स्पाइक्स आणि चढ-उतार घटकांना त्यांच्या मशीनिंग सहनशीलतेच्या पलीकडे ढकलू शकतात.

सॉफ्टवेअर समस्या

आजच्या PCB लेआउट टूल्समध्ये डिझाइनरच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी अनेक कार्यात्मक संयोजन असणे आवश्यक आहे. पीसीबी डिझाइनमध्ये योग्य लेआउट साधन निवडणे हा पहिला विचार असावा आणि त्याकडे कधीही दुर्लक्ष केले जाऊ नये. मेंटॉर ग्राफिक्स, OrCAD सिस्टीम्स आणि Altium मधील उत्पादने आजच्या PCB लेआउट टूल्समध्ये आहेत.

अल्टियम डिझायनर

अल्टियम डिझायनर हे आज बाजारात उच्च श्रेणीतील पीसीबी डिझाइन पॅकेजपैकी एक आहे. स्वयंचलित वायरिंग फंक्शनसह, लाइन लांबी समायोजन आणि 3D मॉडेलिंगसाठी समर्थन. Altium डिझायनरमध्ये सर्व सर्किट डिझाइन टास्कसाठी टूल्स समाविष्ट आहेत, योजनाबद्ध कॅप्चर ते HDL तसेच सर्किट सिम्युलेशन, सिग्नल विश्लेषण, PCB डिझाइन आणि FPGA एम्बेडेड डेव्हलपमेंट

मेंटॉर ग्राफिक्सचे पीसीबी लेआउट प्लॅटफॉर्म आजच्या सिस्टम डिझायनर्ससमोरील मुख्य आव्हानांना संबोधित करते: अचूक, कार्यप्रदर्शन – आणि पुनर्वापर-देणारं नेस्टेड नियोजन; दाट आणि जटिल टोपोलॉजीजमध्ये कार्यक्षम राउटिंग; आणि इलेक्ट्रोमेकॅनिकल ऑप्टिमायझेशन. प्लॅटफॉर्मचे मुख्य वैशिष्ट्य आणि उद्योगासाठी एक प्रमुख नावीन्यपूर्ण स्केच राउटर आहे, जे डिझाइनरना स्वयंचलित/सहायक अनकॉइलिंग प्रक्रियेवर पूर्ण परस्पर नियंत्रण देते, मॅन्युअल अनकॉइलिंग सारखेच गुणवत्तेचे परिणाम देते, परंतु खूप कमी वेळात.

OrCAD पीसीबी संपादक

OrCAD PCB Editor हे साध्या ते जटिल अशा कोणत्याही तांत्रिक स्तरावर बोर्ड डिझाइनसाठी विकसित केलेले परस्परसंवादी वातावरण आहे. Cadence Allegro PCB Designer च्या PCB सोल्यूशन्सच्या खऱ्या मापनक्षमतेमुळे, OrCAD PCB Editor डिझाइन संघांच्या तांत्रिक विकासास समर्थन देते आणि समान ग्राफिकल इंटरफेस आणि फाइल स्वरूप राखून अडथळे (उच्च गती, सिग्नल अखंडता इ.) व्यवस्थापित करण्यास सक्षम आहे.

Gerber फाइल

PCB उत्पादनासाठी डिझाइन माहिती देण्यासाठी उद्योग मानक Gerber फाइल स्वरूप वापरले जाते. अनेक प्रकारे, Gerber इलेक्ट्रॉनिक्स मध्ये PDFS सारखे आहे; हे फक्त एक लहान फाइल स्वरूप आहे जे मिश्र मशीन नियंत्रण भाषेत लिहिलेले आहे. या फाइल्स सर्किट ब्रेकर सॉफ्टवेअरद्वारे व्युत्पन्न केल्या जातात आणि पीसीबी निर्मात्याकडे CAM सॉफ्टवेअरकडे पाठवल्या जातात.

वाहने आणि इतर जटिल प्रणालींमध्ये इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली सुरक्षितपणे समाकलित करणे हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर दोन्हीसाठी महत्त्वाचे विचार प्रस्तुत करते. अभियंते डिझाइन पुनरावृत्तीची संख्या आणि विकास वेळ कमी करण्याचे उद्दिष्ट ठेवतात, ज्याचे कार्यप्रवाह लागू करणाऱ्या डिझाइनरसाठी महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत.