Volgens het ontwikkelde schakelschema kan de simulatie worden uitgevoerd en kan de printplaat worden ontworpen door het Gerber/drill-bestand te exporteren. Wat het ontwerp ook is, ingenieurs moeten precies begrijpen hoe de circuits (en elektronische componenten) moeten worden ingedeeld en hoe ze werken. Voor elektronica-ingenieurs kan het vinden van de juiste softwaretools voor PCB-ontwerp een hele klus zijn. Softwaretools die goed werken voor het ene PCB-project werken mogelijk niet goed voor andere. Ingenieurs willen bordontwerptools die intuïtief zijn, handige functies bevatten, stabiel genoeg zijn om risico's te beperken en een robuuste bibliotheek hebben die ze geschikt maakt voor meerdere projecten.

Hardwareprobleem

Voor iot-projecten is integratie van cruciaal belang voor de prestaties en betrouwbaarheid, en de integratie van geleidende en niet-geleidende materialen in PCBS vereist dat iot-ontwerpers de interacties tussen de verschillende elektrische en mechanische aspecten van het ontwerp bestuderen. Vooral nu de componentgroottes steeds kleiner worden, wordt elektrische verwarming op PCBS steeds belangrijker. Tegelijkertijd stijgen de functionele eisen. Om de op prestaties gebaseerde prestaties van het ontwerp te bereiken, zijn de temperatuurrespons, het gedrag van de elektrische componenten op het bord en het algehele thermische beheer van cruciaal belang voor de functionaliteit en betrouwbaarheid van het systeem.

PCB's moeten worden geïsoleerd om bescherming te garanderen. Kortsluiting wordt voorkomen door de kopersporen te beschermen die op het bord zijn geplaatst om het elektronische systeem te creëren. Vergeleken met goedkope alternatieven zoals zelfklevend papier van synthetische hars (SRBP, FR-1, FR-2), is FR-4 geschikter als substraatmateriaal vanwege de fysieke/mechanische eigenschappen, vooral het vermogen om gegevens op hoge snelheid vast te houden. frequenties, de hoge hittebestendigheid en het feit dat het minder water absorbeert dan andere materialen. De FR-4 wordt veel gebruikt in hoogwaardige gebouwen, maar ook in industriële en militaire uitrusting. Het is compatibel met ultrahoge isolatie (ultrahoog vacuüm of UHV).

FR-4 als PCB-substraat heeft echter te maken met een aantal beperkingen, die voortkomen uit de chemische behandeling die bij de productie wordt gebruikt. In het bijzonder is het materiaal gevoelig voor de vorming van insluitsels (bellen) en strepen (longitudinale bellen), evenals de vervorming van de glasvezel. Deze defecten kunnen een inconsistente diëlektrische sterkte veroorzaken en de prestaties van de PCB-bedrading aantasten. Het nieuwe epoxyglasmateriaal lost deze problemen op.

Andere veelgebruikte materialen zijn polyimide/glasvezel (dat hogere temperaturen ondersteunt en harder is) en KAPTON (flexibel, lichtgewicht, geschikt voor toepassingen zoals beeldschermen en toetsenborden). Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van diëlektrische materialen (substraten) zijn onder meer de thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE), de glasovergangstemperatuur (Tg), thermische geleidbaarheid en mechanische stijfheid.

PCB's in de militaire/luchtvaartsector vereisen speciale ontwerpoverwegingen op basis van lay-outspecificaties en 100% Design for Test (DFT)-dekking. De MIL-STD-883-standaard stelt methoden en procedures vast voor het testen van micro-elektronische apparaten die geschikt zijn voor militaire en ruimtevaartsystemen, inclusief mechanische en elektrische tests, productie- en trainingsprocedures en andere controles om consistente niveaus van kwaliteit en betrouwbaarheid in het hele systeem te garanderen. Verschillende toepassingen van dergelijke apparaten.

Naast het voldoen aan verschillende normen, moet het ontwerp van autosysteemelektronica een reeks regels volgen, zoals de AEC-Q100 mechanische en elektronische test voor het verpakken van geïntegreerde schakelingen. Overspraakeffecten kunnen de voertuigveiligheid verstoren. Om deze effecten te minimaliseren, moeten PCB-ontwerpers een afstand specificeren tussen de signaallijn en de voedingslijn. Ontwerp en standaardisatie worden mogelijk gemaakt door softwaretools die automatisch aspecten van het ontwerp benadrukken die verdere aanpassingen behoeven om te voldoen aan interferentiebeperkingen en omstandigheden voor warmteafvoer om te voorkomen dat de werking van het systeem wordt beïnvloed.

Opmerkingen:

Interferentie van het circuit zelf is geen bedreiging voor de signaalkwaliteit. De printplaat in de auto wordt gebombardeerd met ruis, die op complexe manieren met het lichaam in wisselwerking staat en ongewenste stroom in het circuit veroorzaakt. Spanningspieken en schommelingen veroorzaakt door ontstekingssystemen in auto's kunnen componenten ver buiten hun bewerkingstoleranties duwen.

Softwareprobleem

De hedendaagse PCB-layouttools moeten meerdere functionele combinaties hebben om aan de eisen van ontwerpers te voldoen. Het kiezen van de juiste lay-outtool moet de eerste overweging zijn bij het PCB-ontwerp en mag nooit over het hoofd worden gezien. Producten van Mentor Graphics, OrCAD Systems en Altium behoren tot de hedendaagse PCB-layouttools.

Altium-ontwerper

Altium Designer is een van de hoogwaardige PCB-ontwerppakketten die momenteel op de markt zijn. Met automatische bedradingsfunctie, ondersteuning voor aanpassing van de lijnlengte en 3D-modellering. Altium Designer bevat tools voor alle circuitontwerptaken, van schematische vastlegging tot HDL, evenals circuitsimulatie, signaalanalyse, PCB-ontwerp en ingebedde FPGA-ontwikkeling

Het PCB-lay-outplatform van Mentor Graphics richt zich op de belangrijkste uitdagingen waarmee hedendaagse systeemontwerpers worden geconfronteerd: nauwkeurige, prestatie- en hergebruikgerichte geneste planning; Efficiënte routering in dichte en complexe topologieën; En elektromechanische optimalisatie. Een belangrijk kenmerk van het platform en een belangrijke innovatie voor de industrie is de Sketch Router, die ontwerpers volledige interactieve controle geeft over het automatische/ondersteunde afrolproces, waardoor dezelfde kwaliteitsresultaten worden behaald als handmatig afrollen, maar in veel minder tijd.

OrCAD PCB-editor

OrCAD PCB Editor is een interactieve omgeving ontwikkeld voor bordontwerp op elk technisch niveau, van eenvoudig tot complex. Dankzij de echte schaalbaarheid voor de PCB-oplossingen van Cadence Allegro PCB Designer ondersteunt OrCAD PCB Editor de technische ontwikkeling van ontwerpteams en kan het omgaan met beperkingen (hoge snelheid, signaalintegriteit, enz.) terwijl dezelfde grafische interface en hetzelfde bestandsformaat behouden blijven.

Gerber-bestand

Het industriestandaard Gerber-bestandsformaat wordt gebruikt om ontwerpinformatie voor PCB-productie over te brengen. In veel opzichten lijkt Gerber op het gebied van elektronica op PDFS; Het is slechts een klein bestandsformaat geschreven in een gemengde machinebesturingstaal. Deze bestanden worden gegenereerd door de software van de stroomonderbrekers en naar de PCB-fabrikant naar de CAM-software gestuurd.

Het veilig integreren van elektronische systemen in voertuigen en andere complexe systemen brengt belangrijke overwegingen met zich mee voor zowel hardware als software. Ingenieurs streven ernaar het aantal ontwerpiteraties en ontwikkelingstijd te minimaliseren, wat aanzienlijke voordelen heeft voor ontwerpers die workflows implementeren.