Podľa vyvinutej schémy zapojenia je možné vykonať simuláciu a navrhnúť DPS ​​exportovaním súboru Gerber/drill. Bez ohľadu na dizajn musia inžinieri presne pochopiť, ako by mali byť obvody (a elektronické komponenty) usporiadané a ako fungujú. Pre inžinierov elektroniky môže byť hľadanie správnych softvérových nástrojov pre návrh PCB skľučujúcou úlohou. Softvérové ​​nástroje, ktoré fungujú dobre pre jeden projekt PCB, nemusia dobre fungovať pre iné. Inžinieri chcú nástroje na návrh dosiek, ktoré sú intuitívne, obsahujú užitočné funkcie, sú dostatočne stabilné, aby obmedzili riziko, a majú robustnú knižnicu, vďaka ktorej sú vhodné pre viacero projektov.

Problém s hardvérom

Pre projekty iot je integrácia rozhodujúca pre výkon a spoľahlivosť a integrácia vodivých a nevodivých materiálov do PCBS vyžaduje, aby dizajnéri iot študovali interakcie medzi rôznymi elektrickými a mechanickými aspektmi dizajnu. Najmä s tým, ako sa veľkosti komponentov stále zmenšujú, elektrické vykurovanie na PCBS sa stáva čoraz kritickejším. Zároveň sa zvyšujú funkčné požiadavky. Aby sa dosiahol výkon dizajnu založený na výkone, teplotná odozva, správanie sa elektrických komponentov na doske a celkový tepelný manažment sú rozhodujúce pre funkčnosť a spoľahlivosť systému.

PCB musí byť izolované, aby sa zabezpečila ochrana. Skratom sa predchádza ochranou medených stôp umiestnených na doske na vytvorenie elektronického systému. V porovnaní s lacnými alternatívami, ako je adhézny papier zo syntetickej živice (SRBP, FR-1, FR-2), je FR-4 vhodnejší ako podkladový materiál vďaka svojim fyzikálno-mechanickým vlastnostiam, najmä schopnosti uchovávať dáta pri vysokých frekvencie, jeho vysoká tepelná odolnosť a skutočnosť, že absorbuje menej vody ako iné materiály. FR-4 je široko používaný v špičkových budovách, ako aj v priemyselných a vojenských zariadeniach. Je kompatibilný s ultravysokou izoláciou (ultravysoké vákuum alebo UHV).

FR-4 ako substrát PCB však čelí množstvu obmedzení, ktoré vyplývajú z chemickej úpravy používanej pri výrobe. Materiál je náchylný najmä na tvorbu inklúzií (bublín) a pruhov (pozdĺžne bubliny), ako aj na deformáciu skleneného vlákna. Tieto chyby môžu spôsobiť nekonzistentnú dielektrickú pevnosť a zhoršiť výkon zapojenia PCB. Nový epoxidový sklenený materiál rieši tieto problémy.

Medzi ďalšie bežne používané materiály patrí polyimid/sklenené vlákno (ktoré znáša vyššie teploty a je tvrdšie) a KAPTON (flexibilný, ľahký, vhodný pre aplikácie ako displeje a klávesnice). Faktory, ktoré treba zvážiť pri výbere dielektrických materiálov (substrátov), ​​zahŕňajú koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE), teplotu skleného prechodu (Tg), tepelnú vodivosť a mechanickú tuhosť.

Vojenské/letecké PCBS vyžadujú špeciálne konštrukčné úvahy založené na špecifikáciách rozloženia a 100% pokrytí Design for Test (DFT). Norma MIL-STD-883 stanovuje metódy a postupy na testovanie mikroelektronických zariadení vhodných pre vojenské a letecké systémy, vrátane mechanických a elektrických testov, výrobných a výcvikových postupov a iných kontrol na zabezpečenie konzistentnej úrovne kvality a spoľahlivosti v celom systéme. Rôzne aplikácie takýchto zariadení.

Okrem splnenia rôznych noriem musí návrh elektroniky automobilového systému dodržiavať sériu pravidiel, ako je mechanický a elektronický test AEC-Q100 pre balenie integrovaných obvodov. Efekty presluchu môžu narušiť bezpečnosť vozidla. Aby sa tieto efekty minimalizovali, dizajnéri PCB musia špecifikovať vzdialenosť medzi signálnym vedením a elektrickým vedením. Návrh a štandardizáciu uľahčujú softvérové ​​nástroje, ktoré automaticky zvýrazňujú aspekty návrhu, ktoré si vyžadujú ďalšie úpravy, aby sa splnili obmedzenia rušenia a podmienky rozptylu tepla, aby sa zabránilo ovplyvneniu prevádzky systému.

Poznámky:

Rušenie zo samotného obvodu neohrozuje kvalitu signálu. PCB v aute je bombardované hlukom, ktorý komplexne interaguje s telom, aby indukoval nežiaduci prúd v obvode. Napäťové špičky a výkyvy spôsobené automobilovými zapaľovacími systémami môžu posúvať komponenty ďaleko za ich tolerancie pri obrábaní.

Problém so softvérom

Dnešné nástroje na usporiadanie dosiek plošných spojov musia mať viacero funkčných kombinácií, aby splnili požiadavky dizajnérov. Výber správneho nástroja na rozloženie by mal byť prvou úvahou pri návrhu PCB a nikdy by sa nemal prehliadať. Produkty od Mentor Graphics, OrCAD Systems a Altium patria medzi dnešné nástroje na usporiadanie plošných spojov.

Dizajnér Altium

Altium Designer je jedným zo špičkových dizajnových balíkov PCB na dnešnom trhu. S funkciou automatického zapojenia, podporou nastavenia dĺžky čiary a 3D modelovaním. Altium Designer obsahuje nástroje pre všetky úlohy návrhu obvodov, od schematického zachytenia až po HDL, ako aj simuláciu obvodov, analýzu signálu, návrh PCB a vývoj vstavaných FPGA.

Platforma rozloženia PCB od Mentor Graphics rieši hlavné výzvy, ktorým čelia dnešní dizajnéri systémov: presné, na výkon – a na opätovné použitie orientované vnorené plánovanie; Efektívne smerovanie v hustých a zložitých topológiách; A elektromechanická optimalizácia. Kľúčovou vlastnosťou platformy a kľúčovou inováciou pre toto odvetvie je smerovač Sketch Router, ktorý poskytuje dizajnérom plnú interaktívnu kontrolu nad procesom automatického/asistovaného odvíjania, pričom poskytuje výsledky rovnakej kvality ako manuálne odvíjanie, ale za oveľa kratší čas.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor je interaktívne prostredie vyvinuté pre návrh dosiek na akejkoľvek technickej úrovni, od jednoduchých až po zložité. Vďaka svojej skutočnej škálovateľnosti na riešenia PCB od Cadence Allegro PCB Designer podporuje OrCAD PCB Editor technický vývoj dizajnérskych tímov a je schopný riadiť obmedzenia (vysoká rýchlosť, integrita signálu atď.) pri zachovaní rovnakého grafického rozhrania a formátu súboru.

súbor Gerber

Priemyselný štandardný formát súboru Gerber sa používa na prenos informácií o návrhu pre výrobu PCB. V mnohých ohľadoch je Gerber podobný PDFS v elektronike; Je to len malý formát súboru napísaný v zmiešanom jazyku ovládania stroja. Tieto súbory sú generované softvérom ističa a odosielané výrobcovi PCB do softvéru CAM.

Bezpečná integrácia elektronických systémov do vozidiel a iných zložitých systémov predstavuje dôležité aspekty pre hardvér aj softvér. Cieľom inžinierov je minimalizovať počet iterácií návrhu a čas vývoja, čo má významné výhody pre dizajnérov implementujúcich pracovné postupy.