Mengikut rajah litar yang dibangunkan, simulasi boleh dilakukan dan PCB boleh direka bentuk dengan mengeksport fail Gerber/gerudi. Walau apa pun reka bentuk, jurutera perlu memahami dengan tepat bagaimana litar (dan komponen elektronik) harus diletakkan dan cara ia berfungsi. Bagi jurutera elektronik, mencari alat perisian yang sesuai untuk reka bentuk PCB boleh menjadi tugas yang sukar. Alat perisian yang berfungsi dengan baik untuk satu projek PCB mungkin tidak berfungsi dengan baik untuk yang lain. Jurutera mahukan alatan reka bentuk papan yang intuitif, mengandungi ciri berguna, cukup stabil untuk mengehadkan risiko dan mempunyai perpustakaan yang teguh yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai projek.

Masalah perkakasan

Untuk projek iot, penyepaduan adalah penting untuk prestasi dan kebolehpercayaan, dan penyepaduan bahan konduktif dan bukan konduktif dalam PCBS memerlukan pereka iot untuk mengkaji interaksi antara pelbagai aspek elektrik dan mekanikal reka bentuk. Khususnya, apabila saiz komponen terus mengecil, pemanasan elektrik pada PCBS menjadi semakin kritikal. Pada masa yang sama, keperluan fungsian semakin meningkat. Untuk mencapai prestasi berasaskan prestasi reka bentuk, tindak balas suhu, kelakuan komponen elektrik pada papan, dan pengurusan haba keseluruhan adalah penting untuk kefungsian dan kebolehpercayaan sistem.

PCB mesti diasingkan untuk memastikan perlindungan. Litar pintas dihalang dengan melindungi kesan tembaga yang diletakkan pada papan untuk mencipta sistem elektronik. Berbanding dengan alternatif kos rendah seperti kertas pelekat resin sintetik (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 lebih sesuai sebagai bahan substrat kerana sifat fizikal/mekanikalnya, terutamanya keupayaan untuk mengekalkan data pada tahap tinggi. frekuensi, rintangan haba yang tinggi, dan hakikat bahawa ia menyerap air kurang daripada bahan lain. FR-4 digunakan secara meluas dalam bangunan mewah serta peralatan industri dan ketenteraan. Ia serasi dengan penebat ultra-tinggi (vakum ultra-tinggi atau UHV).

Walau bagaimanapun, FR-4 sebagai substrat PCB menghadapi beberapa batasan, yang berpunca daripada rawatan kimia yang digunakan dalam pengeluaran. Khususnya, bahan itu terdedah kepada pembentukan kemasukan (gelembung) dan coretan (gelembung membujur), serta ubah bentuk gentian kaca. Kecacatan ini boleh menyebabkan kekuatan dielektrik yang tidak konsisten dan menjejaskan prestasi pendawaian PCB. Bahan kaca epoksi baharu menyelesaikan masalah ini.

Bahan lain yang biasa digunakan termasuk polimida/gentian kaca (yang menyokong suhu yang lebih tinggi dan lebih keras) dan KAPTON (fleksibel, ringan, sesuai untuk aplikasi seperti paparan dan papan kekunci). Faktor yang perlu dipertimbangkan semasa memilih bahan dielektrik (substrat) termasuk pekali pengembangan terma (CTE), suhu peralihan kaca (Tg), kekonduksian terma, dan ketegaran mekanikal.

PCBS ketenteraan/aeroangkasa memerlukan pertimbangan reka bentuk khas berdasarkan spesifikasi susun atur dan liputan Reka Bentuk untuk Ujian (DFT) 100%. Piawaian MIL-STD-883 menetapkan kaedah dan prosedur untuk menguji peranti mikroelektronik yang sesuai untuk sistem ketenteraan dan aeroangkasa, termasuk ujian mekanikal dan elektrik, prosedur pembuatan dan latihan, dan kawalan lain untuk memastikan tahap kualiti dan kebolehpercayaan yang konsisten di seluruh sistem. Pelbagai aplikasi peranti sedemikian.

Di samping memenuhi pelbagai piawaian, reka bentuk elektronik sistem automotif mesti mengikut beberapa peraturan, seperti ujian mekanikal dan elektronik AEC-Q100 untuk pembungkusan litar bersepadu. Kesan crosstalk boleh mengganggu keselamatan kenderaan. Untuk meminimumkan kesan ini, pereka PCB mesti menentukan jarak antara talian isyarat dan talian kuasa. Reka bentuk dan penyeragaman difasilitasi oleh alat perisian yang secara automatik menyerlahkan aspek reka bentuk yang memerlukan pengubahsuaian lanjut untuk memenuhi had gangguan dan keadaan pelesapan haba untuk mengelak menjejaskan operasi sistem.

Nota:

Gangguan daripada litar itu sendiri bukanlah ancaman kepada kualiti isyarat. PCB di dalam kereta dihujani dengan bunyi bising, yang berinteraksi dengan badan dengan cara yang kompleks untuk mendorong arus yang tidak diingini dalam litar. Lonjakan voltan dan turun naik yang disebabkan oleh sistem pencucuhan automotif boleh menolak komponen jauh melebihi had terima pemesinan mereka.

Masalah perisian

Alat susun atur PCB hari ini mesti mempunyai pelbagai kombinasi fungsi untuk memenuhi keperluan pereka bentuk. Memilih alat susun atur yang betul harus menjadi pertimbangan pertama dalam reka bentuk PCB dan tidak boleh diabaikan. Produk daripada Grafik Mentor, Sistem OrCAD dan Altium adalah antara alatan susun atur PCB hari ini.

Pereka Altium

Altium Designer ialah salah satu pakej reka bentuk PCB mewah di pasaran hari ini. Dengan fungsi pendawaian automatik, sokongan untuk pelarasan panjang talian dan pemodelan 3D. Altium Designer termasuk alatan untuk semua tugas reka bentuk litar, daripada tangkapan skematik kepada HDL serta simulasi litar, analisis isyarat, reka bentuk PCB dan pembangunan terbenam FPGA

Platform susun atur PCB Mentor Graphics menangani cabaran utama yang dihadapi oleh pereka sistem hari ini: tepat, prestasi – dan perancangan bersarang berorientasikan penggunaan semula; Penghalaan yang cekap dalam topologi padat dan kompleks; Dan pengoptimuman elektromekanikal. Ciri utama platform dan inovasi utama untuk industri ialah Penghala Lakaran, yang memberikan pereka bentuk kawalan interaktif penuh ke atas proses uncoiling automatik/berbantu, menghasilkan hasil kualiti yang sama seperti uncoiling manual, tetapi dalam masa yang lebih singkat.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor ialah persekitaran interaktif yang dibangunkan untuk reka bentuk papan pada mana-mana peringkat teknikal, daripada mudah kepada kompleks. Disebabkan skalabiliti sebenar kepada penyelesaian PCB Cadence Allegro PCB Designer, OrCAD PCB Editor menyokong pembangunan teknikal pasukan reka bentuk dan mampu mengurus kekangan (kelajuan tinggi, integriti isyarat, dll.) sambil mengekalkan antara muka grafik dan format fail yang sama

fail Gerber

Format fail Gerber standard industri digunakan untuk menyampaikan maklumat reka bentuk untuk pengeluaran PCB. Dalam banyak cara, Gerber adalah serupa dengan PDFS dalam elektronik; Ia hanyalah format fail kecil yang ditulis dalam bahasa kawalan mesin campuran. Fail ini dijana oleh perisian pemutus litar dan dihantar kepada pengilang PCB kepada perisian CAM.

Mengintegrasikan sistem elektronik dengan selamat ke dalam kenderaan dan sistem kompleks lain memberikan pertimbangan penting untuk kedua-dua perkakasan dan perisian. Jurutera menyasarkan untuk meminimumkan bilangan lelaran reka bentuk dan masa pembangunan, yang mempunyai kelebihan ketara untuk pereka yang melaksanakan aliran kerja.