De acordo com o diagrama de circuito desenvolvido, a simulação pode ser realizada e a PCB pode ser projetada exportando o arquivo Gerber/Drill. Qualquer que seja o design, os engenheiros precisam entender exatamente como os circuitos (e componentes eletrônicos) devem ser apresentados e como eles funcionam. Para engenheiros eletrônicos, encontrar as ferramentas de software certas para design de PCB pode ser uma tarefa assustadora. As ferramentas de software que funcionam bem para um projeto de PCB podem não funcionar bem para outros. Os engenheiros desejam ferramentas de design de placas intuitivas, contêm recursos úteis, são estáveis ​​o suficiente para limitar o risco e ter uma biblioteca robusta que os torna adequados para vários projetos.

Problema de hardware

Para projetos de IoT, a integração é fundamental para o desempenho e a confiabilidade, e a integração de materiais condutores e não condutores em PCBs exige que os designers de IoT estudem as interações entre os vários aspectos elétricos e mecânicos do design. Em particular, à medida que os tamanhos dos componentes continuam diminuindo, o aquecimento elétrico nos PCBs está se tornando cada vez mais crítico. Ao mesmo tempo, os requisitos funcionais estão aumentando. Para alcançar o desempenho baseado no desempenho do design, a resposta à temperatura, o comportamento dos componentes elétricos na placa e o gerenciamento térmico geral são críticos para a funcionalidade e a confiabilidade do sistema.

A PCB deve ser isolada para garantir a proteção. Os curtos circuitos são evitados protegendo os traços de cobre colocados na placa para criar o sistema eletrônico. Comparado a alternativas de baixo custo, como papel adesivo de resina sintética (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 é mais adequado como material de substrato devido às suas propriedades físicas/mecânicas, especialmente a capacidade de reter dados em alta frequências, sua alta resistência ao calor e o fato de absorver menos água do que outros materiais. O FR-4 é amplamente utilizado em edifícios de ponta, bem como em equipamentos industriais e militares. É compatível com isolamento ultra-alto (vácuo ultra-alto ou UHV).

No entanto, o FR-4 como substrato da PCB enfrenta várias limitações, que se originam do tratamento químico usado na produção. Em particular, o material é propenso à formação de inclusões (bolhas) e estrias (bolhas longitudinais), bem como a deformação da fibra de vidro. Esses defeitos podem causar força dielétrica inconsistente e prejudicar o desempenho da fiação de PCB. O novo material de vidro epóxi resolve esses problemas.

Outros materiais comumente usados ​​incluem fibra de poliimida/vidro (que suporta temperaturas mais altas e é mais difícil) e Kapton (flexível, leve, adequado para aplicações como displays e teclados). Os fatores a serem considerados ao selecionar materiais dielétricos (substratos) incluem coeficiente de expansão térmica (CTE), temperatura de transição vítrea (TG), condutividade térmica e rigidez mecânica.

Os PCBs militares/aeroespaciais exigem considerações especiais de design com base nas especificações do layout e no design de 100% para a cobertura de teste (DFT). O padrão MIL-STD-883 estabelece métodos e procedimentos para testar dispositivos microeletrônicos adequados para sistemas militares e aeroespaciais, incluindo testes mecânicos e elétricos, procedimentos de fabricação e treinamento e outros controles para garantir níveis consistentes de qualidade e confiabilidade em todo o sistema. Várias aplicações de tais dispositivos.

Além de atender a vários padrões, o design de eletrônicos do sistema automotivo deve seguir uma série de regras, como o teste mecânico e eletrônico AEC-Q100 para embalagens de circuitos integrados. Os efeitos de diafonia podem interferir na segurança do veículo. Para minimizar esses efeitos, os designers de PCB devem especificar uma distância entre a linha de sinal e a linha de energia. O design e a padronização são facilitados por ferramentas de software que destacam automaticamente aspectos do design que precisam de modificação adicional para atender às limitações de interferência e condições de dissipação de calor para evitar afetar a operação do sistema.

Notas:

A interferência do circuito em si não é uma ameaça para sinalizar a qualidade. O PCB no carro é bombardeado com ruído, que interage com o corpo de maneiras complexas para induzir corrente indesejada no circuito. Picos e flutuações de tensão causados ​​por sistemas de ignição automotiva podem empurrar componentes muito além de suas tolerâncias de usinagem.

Problema de software

As ferramentas de layout de PCB de hoje devem ter várias combinações funcionais para atender aos requisitos dos designers. A escolha da ferramenta de layout certa deve ser a primeira consideração no design da PCB e nunca deve ser esquecida. Os produtos da Mentor Graphics, Orcad Systems e Altium estão entre as ferramentas de layout de PCB atuais.

Designer de Altium

A Altium Designer é um dos pacotes de design de PCB de ponta hoje no mercado. Com a função de fiação automática, suporte para ajuste de comprimento da linha e modelagem 3D. O Altium Designer inclui ferramentas para todas as tarefas de design de circuitos, da captura esquemática a HDL, bem como simulação de circuito, análise de sinais, design de PCB e desenvolvimento incorporado FPGA

A plataforma de layout de PCB da Mentor Graphics aborda os principais desafios que os designers de sistemas atuais: Planejamento aninhado preciso, desempenho-e orientado para reutilização; Roteamento eficiente em topologias densas e complexas; E otimização eletromecânica. Uma característica fundamental da plataforma e uma inovação essencial para o setor é o roteador de esboço, que oferece aos designers controle interativo completo sobre o processo de desenrolamento automático/assistido, produzindo os mesmos resultados de qualidade que o descomposição manual, mas em muito menos tempo.

Editor de PCB orcad

O Orcad PCB Editor é um ambiente interativo desenvolvido para o design da placa em qualquer nível técnico, do simples ao complexo. Devido à sua verdadeira escalabilidade à Cadence Allegro PCB Designer Solutions, o Orcad PCB Editor suporta o desenvolvimento técnico de equipes de design e é capaz de gerenciar restrições (alta velocidade, integridade do sinal etc.), mantendo a mesma interface gráfica e formato de arquivo

Arquivo Gerber

O formato de arquivo gerber padrão da indústria é usado para transmitir informações de design para produção de PCB. De muitas maneiras, Gerber é semelhante aos PDFs em eletrônicos; É apenas um pequeno formato de arquivo escrito em uma linguagem de controle de máquina mista. Esses arquivos são gerados pelo software do disjuntor e enviados ao fabricante da PCB para o software CAM.

A integração com segurança de sistemas eletrônicos em veículos e outros sistemas complexos apresenta considerações importantes para hardware e software. Os engenheiros visam minimizar o número de iterações de design e tempo de desenvolvimento, que têm vantagens significativas para os designers que implementam fluxos de trabalho.