V skladu z razvitim diagramom vezja je mogoče izvesti simulacijo in oblikovati PCB z izvozom datoteke Gerber/drill. Ne glede na zasnovo morajo inženirji natančno razumeti, kako naj bodo vezja (in elektronske komponente) postavljena in kako delujejo. Za inženirje elektronike je lahko iskanje pravih programskih orodij za načrtovanje PCB zastrašujoča naloga. Programska orodja, ki dobro delujejo pri enem projektu PCB, morda ne bodo delovala dobro pri drugih. Inženirji želijo orodja za načrtovanje plošč, ki so intuitivna, vsebujejo uporabne funkcije, so dovolj stabilna, da omejijo tveganje, in imajo robustno knjižnico, zaradi katere so primerna za več projektov.

Težava s strojno opremo

Za projekte iot je integracija ključnega pomena za zmogljivost in zanesljivost, integracija prevodnih in neprevodnih materialov v PCBS pa zahteva, da oblikovalci iot preučijo interakcije med različnimi električnimi in mehanskimi vidiki zasnove. Zlasti ker se velikosti komponent še naprej krčijo, postaja električno ogrevanje na PCBS vse bolj kritično. Hkrati se povečujejo funkcionalne zahteve. Da bi dosegli zmogljivost zasnove, ki temelji na zmogljivosti, so temperaturni odziv, obnašanje električnih komponent na plošči in splošno toplotno upravljanje ključnega pomena za funkcionalnost in zanesljivost sistema.

PCB mora biti izoliran, da se zagotovi zaščita. Kratki stiki so preprečeni z zaščito bakrenih sledi, nameščenih na plošči, da se ustvari elektronski sistem. V primerjavi z nizkocenovnimi alternativami, kot je lepilni papir iz sintetične smole (SRBP, FR-1, FR-2), je FR-4 bolj primeren kot substratni material zaradi svojih fizikalnih/mehanskih lastnosti, zlasti zmožnosti hrambe podatkov pri visoki frekvence, visoko toplotno odpornost in dejstvo, da absorbira manj vode kot drugi materiali. FR-4 se pogosto uporablja v vrhunskih zgradbah ter industrijski in vojaški opremi. Združljiv je z ultra visoko izolacijo (ultra visok vakuum ali UHV).

Vendar se FR-4 kot substrat PCB sooča s številnimi omejitvami, ki izhajajo iz kemične obdelave, uporabljene v proizvodnji. Zlasti je material nagnjen k nastanku vključkov (mehurčkov) in prog (vzdolžnih mehurčkov) ter deformacije steklenih vlaken. Te napake lahko povzročijo nedosledno dielektrično trdnost in poslabšajo delovanje ožičenja PCB. Novi epoksidni stekleni material rešuje te težave.

Drugi pogosto uporabljeni materiali vključujejo poliimid/steklena vlakna (ki podpirajo višje temperature in so trši) in KAPTON (prilagodljiv, lahek, primeren za aplikacije, kot so zasloni in tipkovnice). Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri dielektričnih materialov (podlag), vključujejo koeficient toplotnega raztezanja (CTE), temperaturo posteklenitve (Tg), toplotno prevodnost in mehansko togost.

Vojaški/vesoljski PCBS zahtevajo posebne načrtovalske premisleke, ki temeljijo na specifikacijah postavitve in 100-odstotni pokritosti Design for Test (DFT). Standard MIL-STD-883 določa metode in postopke za testiranje mikroelektronskih naprav, primernih za vojaške in vesoljske sisteme, vključno z mehanskim in električnim testiranjem, postopki izdelave in usposabljanja ter drugimi kontrolami za zagotavljanje doslednih ravni kakovosti in zanesljivosti v celotnem sistemu. Različne uporabe takih naprav.

Poleg izpolnjevanja različnih standardov mora načrtovanje elektronike avtomobilskega sistema upoštevati vrsto pravil, kot je mehanski in elektronski test AEC-Q100 za pakiranje integriranih vezij. Učinki preslušavanja lahko vplivajo na varnost vozila. Da bi čim bolj zmanjšali te učinke, morajo načrtovalci PCB določiti razdaljo med signalno linijo in napajalno linijo. Načrtovanje in standardizacijo olajšajo programska orodja, ki samodejno poudarijo vidike načrtovanja, ki jih je treba dodatno spremeniti, da se izpolnijo omejitve motenj in pogoji odvajanja toplote, da se prepreči vpliv na delovanje sistema.

Opombe:

Motnje iz samega vezja ne ogrožajo kakovosti signala. PCB v avtu je bombardiran s hrupom, ki na zapletene načine vpliva na telo in inducira neželen tok v tokokrogu. Napetostni skoki in nihanja, ki jih povzročajo avtomobilski sistemi za vžig, lahko potisnejo komponente daleč čez tolerance strojne obdelave.

Težava s programsko opremo

Današnja orodja za postavitev PCB morajo imeti več funkcionalnih kombinacij, da izpolnjujejo zahteve oblikovalcev. Izbira pravega orodja za postavitev mora biti prva naloga pri oblikovanju tiskanega vezja in je nikoli ne smemo spregledati. Izdelki Mentor Graphics, OrCAD Systems in Altium so med današnjimi orodji za postavitev PCB.

Altium Designer

Altium Designer je eden izmed vrhunskih paketov za oblikovanje PCB na današnjem trgu. S funkcijo samodejnega ožičenja, podporo za prilagajanje dolžine črte in 3D modeliranje. Altium Designer vključuje orodja za vse naloge načrtovanja vezij, od zajemanja shem do HDL, kot tudi simulacije vezij, analize signalov, načrtovanja PCB in razvoja vgrajenih FPGA

Platforma PCB za postavitev Mentor Graphics obravnava glavne izzive, s katerimi se soočajo današnji načrtovalci sistemov: natančno, zmogljivo – in k ponovni uporabi usmerjeno ugnezdeno načrtovanje; Učinkovito usmerjanje v gostih in kompleksnih topologijah; In elektromehanska optimizacija. Ključna značilnost platforme in ključna inovacija za industrijo je Sketch Router, ki daje oblikovalcem popoln interaktivni nadzor nad postopkom samodejnega/podprtega odvijanja, kar zagotavlja enako kakovostne rezultate kot ročno odvijanje, vendar v veliko krajšem času.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor je interaktivno okolje, razvito za oblikovanje plošč na vseh tehničnih ravneh, od preprostih do zapletenih. Zaradi svoje resnične razširljivosti na rešitve PCB Cadence Allegro PCB Designer OrCAD PCB Editor podpira tehnični razvoj oblikovalskih skupin in je sposoben upravljati omejitve (visoka hitrost, celovitost signala itd.), medtem ko ohranja isti grafični vmesnik in format datoteke.

Datoteka Gerber

Industrijski standardni format datoteke Gerber se uporablja za prenos informacij o načrtovanju za proizvodnjo PCB. V mnogih pogledih je Gerber podoben PDFS v elektroniki; To je le majhen format datoteke, napisan v mešanem krmilnem jeziku stroja. Te datoteke generira programska oprema odklopnika in jih pošlje proizvajalcu tiskanega vezja v programsko opremo CAM.

Varna integracija elektronskih sistemov v vozila in druge zapletene sisteme predstavlja pomembna vprašanja tako za strojno kot programsko opremo. Inženirji si prizadevajo zmanjšati število ponovitev načrtovanja in razvojni čas, kar ima pomembne prednosti za oblikovalce, ki izvajajo delovne tokove.