De acordo com o diagrama de circuito desenvolvido, a simulação pode ser realizada e a PCB pode ser projetada exportando o arquivo Gerber/drill. Seja qual for o projeto, os engenheiros precisam entender exatamente como os circuitos (e componentes eletrônicos) devem ser dispostos e como funcionam. Para engenheiros eletrônicos, encontrar as ferramentas de software certas para projeto de PCB pode ser uma tarefa difícil. 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 que sejam intuitivas, contenham recursos úteis, sejam estáveis ​​o suficiente para limitar riscos e tenham uma biblioteca robusta que as torne adequadas para vários projetos.

Problema de hardware

Para projetos de IoT, a integração é crítica para desempenho e confiabilidade, e a integração de materiais condutores e não condutores em PCBS exige que os projetistas de IoT estudem as interações entre os vários aspectos elétricos e mecânicos do projeto. Em particular, à medida que os tamanhos dos componentes continuam a diminuir, o aquecimento eléctrico em PCBS torna-se cada vez mais crítico. Ao mesmo tempo, os requisitos funcionais estão a aumentar. Para alcançar o desempenho do projeto baseado no desempenho, a resposta à temperatura, o comportamento dos componentes elétricos na placa e o gerenciamento térmico geral são essenciais para a funcionalidade e confiabilidade do sistema.

A PCB deve ser isolada para garantir 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), o FR-4 é mais adequado como material de substrato devido às suas propriedades físicas/mecânicas, especialmente a capacidade de reter dados em altas temperaturas. freqüências, 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 alto padrão, 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 de PCB enfrenta uma série de limitações, que decorrem do tratamento químico utilizado na produção. Em particular, o material é propenso à formação de inclusões (bolhas) e estrias (bolhas longitudinais), bem como à deformação da fibra de vidro. Esses defeitos podem causar rigidez dielétrica inconsistente e prejudicar o desempenho da fiação da PCB. O novo material de vidro epóxi resolve esses problemas.

Outros materiais comumente usados ​​incluem poliimida/fibra de vidro (que suporta temperaturas mais altas e é mais dura) e KAPTON (flexível, leve, adequado para aplicações como monitores 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.

PCBS militares/aeroespaciais exigem considerações especiais de projeto com base nas especificações de layout e 100% de cobertura de Projeto para Teste (DFT). A norma 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 diversas normas, o projeto de eletrônicos de sistemas automotivos deve seguir uma série de regras, como o teste mecânico e eletrônico AEC-Q100 para empacotamento de circuitos integrados. Os efeitos de crosstalk podem interferir na segurança do veículo. Para minimizar esses efeitos, os projetistas de PCB devem especificar uma distância entre a linha de sinal e a linha de alimentação. O projeto e a padronização são facilitados por ferramentas de software que destacam automaticamente aspectos do projeto que precisam de modificações adicionais para atender às limitações de interferência e às condições de dissipação de calor para evitar afetar a operação do sistema.

Notas:

A interferência do circuito em si não é uma ameaça à qualidade do sinal. A PCB do carro é bombardeada 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 levar os componentes muito além de suas tolerâncias de usinagem.

Problema de software

As ferramentas atuais de layout de PCB devem ter múltiplas combinações funcionais para atender aos requisitos dos projetistas. A escolha da ferramenta de layout correta deve ser a primeira consideração no design de PCB e nunca deve ser esquecida. Produtos da Mentor Graphics, OrCAD Systems e Altium estão entre as ferramentas atuais de layout de PCB.

Designer Altium

Altium Designer é um dos pacotes de design de PCB de última geração do mercado atualmente. Com função de fiação automática, suporte para ajuste de comprimento de linha e modelagem 3D. Altium Designer inclui ferramentas para todas as tarefas de projeto de circuito, desde captura esquemática até HDL, bem como simulação de circuito, análise de sinal, projeto de PCB e desenvolvimento embarcado de FPGA.

A plataforma de layout de PCB da Mentor Graphics aborda os principais desafios enfrentados pelos projetistas de sistemas atuais: planejamento aninhado preciso, de desempenho e orientado para reutilização; Roteamento eficiente em topologias densas e complexas; E otimização eletromecânica. Um recurso importante da plataforma e uma inovação importante para a indústria é o Sketch Router, que oferece aos projetistas controle interativo total sobre o processo de desenrolamento automático/assistido, produzindo os mesmos resultados de qualidade do desenrolamento manual, mas em muito menos tempo.

Editor de PCB OrCAD

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

Arquivo Gerber

O formato de arquivo Gerber padrão da indústria é usado para transmitir informações de projeto para produção de PCB. Em muitos aspectos, o Gerber é semelhante ao PDFS na eletrônica; É apenas um pequeno formato de arquivo escrito em uma linguagem mista de controle de máquina. Esses arquivos são gerados pelo software do disjuntor e enviados ao fabricante da PCB para o software CAM.

A integração segura de sistemas eletrônicos em veículos e outros sistemas complexos apresenta considerações importantes tanto para hardware quanto para software. Os engenheiros pretendem minimizar o número de iterações de projeto e o tempo de desenvolvimento, o que traz vantagens significativas para os designers que implementam fluxos de trabalho.