V skladu z razvitim diagramom vezja je mogoče izvesti simulacijo in PCB lahko zasnovamo z izvozom datoteke gerber/vrtanja. Ne glede na oblikovanje, morajo inženirji natančno razumeti, kako naj se tokokroga (in elektronske komponente) postavijo in kako delujejo. Za inženirje za elektroniko je iskanje pravih programskih orodij za oblikovanje PCB lahko zastrašujoča naloga. Programska orodja, ki dobro delujejo za en projekt PCB, morda ne bodo dobro delovala za druge. Inženirji želijo, da so orodja za oblikovanje plošč, ki so intuitivna, vsebujejo koristne funkcije, dovolj stabilna, da omejijo tveganje, in imajo robustno knjižnico, ki je primerna za več projektov.

Težava strojne opreme

Za IoT projekte je integracija ključnega pomena za zmogljivost in zanesljivost, integracija prevodnih in neprevodnih materialov v PCB pa zahteva, da IoT oblikovalci preučijo interakcije med različnimi električnimi in mehanskimi vidiki zasnove. Zlasti, ko se velikosti komponent še naprej zmanjšujejo, postaja električno ogrevanje na PCB vse bolj kritično. Hkrati se funkcionalne zahteve povečujejo. Za doseganje zmogljivosti zasnove, temperaturnega odziva, obnašanje električnih komponent na plošči in splošno upravljanje toplotnega upravljanja so ključnega pomena za funkcionalnost in zanesljivost sistema.

Za zagotovitev zaščite je treba izolirati PCB. Kratka tokokroga se prepreči z zaščito bakrenih sledi, nameščenih na plošči, da se ustvari elektronski sistem. FR-4 je v primerjavi z nizkocenovnimi alternativami, kot so sintetični adhezivni papir (SRBP, FR-1, FR-2), bolj primeren kot substratni material zaradi njegovih fizičnih/mehanskih lastnosti, zlasti zmožnosti zadrževanja podatkov pri visoki frekvencah, njegovi visoki toplotni odpornosti in dejstvu, da absorbira manj vode kot drugi materiali. FR-4 se pogosto uporablja v stavbah višjega cenovnega razreda, pa tudi v industrijski in vojaški opremi. Združljiv je z ultra visoko izolacijo (ultra visok vakuum ali UHV).

Vendar pa se FR-4 kot substrat PCB sooča s številnimi omejitvami, ki izhajajo iz kemijske obdelave, ki se uporablja pri proizvodnji. Zlasti je material nagnjen k tvorbi vključkov (mehurčkov) in črte (vzdolžni mehurčki), pa tudi deformaciji steklenih vlaken. Te napake lahko povzročijo neskladno dielektrično moč in poslabšajo zmogljivost ožičenja PCB. Novi material epoksi steklenega materiala rešuje te težave.

Drugi pogosto uporabljeni materiali vključujejo poliimid/stekleno vlakno (ki podpirajo višjo temperaturo in je težji) in Kapton (prilagodljiv, lahek, primeren za aplikacije, kot so zasloni in tipkovnice). Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri dielektričnih materialov (substratov), ​​vključujejo koeficient toplotne ekspanzije (CTE), temperaturo stekla (TG), toplotno prevodnost in mehansko togost.

Vojaški/vesoljski PCB zahtevajo posebne zasnove, ki temeljijo na specifikacijah postavitve in 100% oblikovanja za preskus (DFT). Standard MIL-STD-883 vzpostavlja metode in postopke za testiranje mikroelektronskih naprav, primernih za vojaške in vesoljske sisteme, vključno z mehanskimi in električnimi testi, proizvodnimi in treningi ter drugimi kontrolami, da se zagotovi dosledne stopnje kakovosti in zanesljivosti v celotnem sistemu. Različne aplikacije takšnih naprav.

Poleg izpolnjevanja različnih standardov mora oblikovanje avtomobilske sisteme elektronike upoštevati tudi vrsto pravil, kot je mehanski in elektronski test AEC-Q100 za integrirane vezje embalaže. Učinki s križišči lahko ovirajo varnost vozila. Da bi te učinke zmanjšali, morajo oblikovalci PCB določiti razdaljo med signalno črto in daljnovodom. Oblikovanje in standardizacija olajšata programska orodja, ki samodejno poudarjajo vidike zasnove, ki potrebujejo nadaljnje spremembe, da se izpolnjuje omejitve motenj in pogoje odvajanja toplote, da ne vplivajo na delovanje sistema.

Opombe:

Motenje samega vezja ne grozi s kakovostjo signala. PCB v avtomobilu je bombardiran s hrupom, ki s telesom deluje na zapletene načine, da v vezju sproži neželen tok. Napetostni trni in nihanja, ki jih povzročajo avtomobilski sistemi za vžig, lahko komponente potisnejo daleč od njihovih obdelovalnih toleranc.

Problem programske opreme

Današnja orodja za postavitev PCB morajo imeti več funkcionalnih kombinacij, da lahko izpolnjujejo zahteve oblikovalcev. Izbira pravega orodja za postavitev bi morala biti prva pozornost pri oblikovanju PCB in ga nikoli ne smete spregledati. Izdelki iz Mentor Graphics, Orcad Systems in Altium so med današnjimi orodji za postavitev PCB.

Altium oblikovalec

Altium Designer je danes eden izmed vrhunskih oblikovalskih paketov PCB na trgu. S samodejno funkcijo ožičenja, podpora za nastavitev dolžine vrstic in 3D modeliranje. Altium Designer vključuje orodja za vse naloge oblikovanja vezja, od shematičnega zajema do HDL, pa tudi simulacije vezja, analize signala, oblikovanja PCB in vgrajenega razvoja FPGA

Platforma PCB-jev Mentor Graphics obravnava glavne izzive, s katerimi se soočajo današnji oblikovalci sistema: natančni, uspešnost-in ponovno usmerjeno ugnezdeno načrtovanje; Učinkovito usmerjanje v gosto in zapletenimi topologijami; In elektromehanska optimizacija. Ključna značilnost platforme in ključna inovacija za industrijo je usmerjevalnik skic, ki daje oblikovalcem popoln interaktivni nadzor nad samodejnim/asistiranim postopkom odstranjevanja, ki daje enake kakovostne rezultate kot ročno odstranjevanje, vendar v veliko manj časa.

ORCAD PCB urejevalnik

ORCAD PCB Editor je interaktivno okolje, razvito za oblikovanje plošč na kateri koli tehnični ravni, od preproste do zapletene. Orcad PCB Editor zaradi svoje resnične razširljivosti za CADENCE ALLEGRO PCB oblikovalca PCB podpira tehnični razvoj oblikovalskih skupin in lahko upravlja z omejitvami (velika hitrost, celovitost signala itd.)

Gerber datoteka

Industrijski standardni format datoteke Gerber se uporablja za prenos informacij o oblikovanju za proizvodnjo PCB. Gerber je v marsičem podoben PDF -ji v elektroniki; To je le majhen format datoteke, napisan v mešanem jeziku za nadzor stroja. Te datoteke ustvarijo programsko opremo za odklopnike in jih proizvajalcu PCB pošljejo v programsko opremo CAM.

Varno vključevanje elektronskih sistemov v vozila in druge zapletene sisteme predstavlja pomembne pomisleke tako za strojno kot za programsko opremo. Inženirji si prizadevajo za zmanjšanje števila ponovitev oblikovanja in časa razvoja, ki ima velike prednosti za oblikovalce, ki izvajajo delovne procese.