Enligt det utvecklade kretsschemat kan simuleringen utföras och PCB kan utformas genom att exportera Gerber/Drill -filen. Oavsett design måste ingenjörer förstå exakt hur kretsarna (och elektroniska komponenter) bör läggas ut och hur de fungerar. För elektronikingenjörer kan det vara en skrämmande uppgift att hitta rätt mjukvaruverktyg för PCB -design. Programvaruverktyg som fungerar bra för ett PCB -projekt kanske inte fungerar bra för andra. Ingenjörer vill ha bräddesignverktyg som är intuitiva, innehåller användbara funktioner, är tillräckligt stabila för att begränsa risken och ha ett robust bibliotek som gör dem lämpliga för flera projekt.

Hårdvaruproblem

För IoT-projekt är integration avgörande för prestanda och tillförlitlighet, och integrationen av ledande och icke-ledande material i PCB kräver IoT-designers att studera samspelet mellan de olika elektriska och mekaniska aspekterna av designen. I synnerhet, när komponentstorlekar fortsätter att krympa, blir elektrisk uppvärmning på PCB allt mer kritiskt. Samtidigt ökar funktionella kraven. För att uppnå den prestationsbaserade prestandan för design, temperaturrespons, beteendet hos de elektriska komponenterna på kortet och den totala termiska hanteringen är avgörande för systemets funktionalitet och tillförlitlighet.

PCB måste isoleras för att säkerställa skydd. Kortkretsar förhindras genom att skydda kopparspåren placerade på brädet för att skapa det elektroniska systemet. Jämfört med lågkostnadsalternativ såsom syntetiskt hartslimpapper (SRBP, FR-1, FR-2) är FR-4 mer lämplig som ett substratmaterial på grund av dess fysiska/mekaniska egenskaper, särskilt förmågan att behålla data vid höga frekvenser, dess höga värmebeständighet och det faktum att det absorberar mindre vatten än andra material. FR-4 används allmänt i avancerade byggnader såväl som industriell och militär utrustning. Det är kompatibelt med ultrahög isolering (ultrahög vakuum eller UHV).

FR-4 som ett PCB-substrat står emellertid inför ett antal begränsningar, som härrör från den kemiska behandlingen som används i produktionen. I synnerhet är materialet benägna att bildas inneslutningar (bubblor) och streck (longitudinella bubblor), liksom deformationen av glasfiber. Dessa defekter kan orsaka inkonsekvent dielektrisk styrka och försämra PCB -ledningsprestanda. Det nya epoxiglasmaterialet löser dessa problem.

Andra vanligt använda material inkluderar polyimid/glasfiber (som stöder högre temperaturer och är svårare) och Kapton (flexibel, lätt, lämplig för applikationer som skärmar och tangentbord). Faktorer att tänka på när du väljer dielektriska material (substrat) inkluderar koefficient för termisk expansion (CTE), glasövergångstemperatur (TG), värmeledningsförmåga och mekanisk styvhet.

Militära/rymd -PCB: er kräver särskilda designhänsyn baserade på layoutspecifikationer och 100% design för test (DFT) täckning. MIL-STD-883-standarden fastställer metoder och procedurer för att testa mikroelektroniska enheter som är lämpliga för militära och rymdsystem, inklusive mekaniska och elektriska testning, tillverknings- och träningsprocedurer och andra kontroller för att säkerställa konsekventa nivåer av kvalitet och tillförlitlighet i hela systemet. Olika applikationer av sådana enheter.

Förutom att uppfylla olika standarder måste utformningen av fordonssystemelektronik följa en serie regler, till exempel AEC-Q100 mekaniskt och elektroniskt test för förpackningsintegrerade kretsar. Övergångseffekter kan störa fordonssäkerheten. För att minimera dessa effekter måste PCB -designers ange ett avstånd mellan signallinjen och kraftlinjen. Design och standardisering underlättas av mjukvaruverktyg som automatiskt belyser aspekter av designen som behöver ytterligare modifiering för att uppfylla interferensbegränsningar och värmeavledningsförhållanden för att undvika att påverka systemdrift.

Anmärkningar:

Störningar från själva kretsen är inte ett hot mot signalkvalitet. PCB i bilen bombarderas med brus, som interagerar med kroppen på komplexa sätt att inducera oönskad ström i kretsen. Spänningsspikar och fluktuationer orsakade av biltändningssystem kan pressa komponenter långt bortom deras bearbetningstoleranser.

Mjukvaruproblem

Dagens PCB -layoutverktyg måste ha flera funktionella kombinationer för att uppfylla designens krav. Att välja rätt layoutverktyg bör vara det första övervägandet i PCB -design och bör aldrig förbises. Produkter från mentordrafik, Orcad -system och Altium är bland dagens PCB -layoutverktyg.

Altiumdesigner

Altium Designer är ett av de avancerade PCB-designpaketen på marknaden idag. Med automatisk ledningsfunktion, stöd för linjelängdsjustering och 3D -modellering. Altium Designer innehåller verktyg för alla kretsdesignuppgifter, från schematisk fångst till HDL samt kretssimulering, signalanalys, PCB -design och FPGA -inbäddad utveckling

Mentor Graphics 'PCB-layoutplattform behandlar de viktigaste utmaningarna som dagens systemdesigners: exakta, prestanda-och återanvändningsorienterad kapslad planering; Effektiv routing i täta och komplexa topologier; Och elektromekanisk optimering. En nyckelfunktion i plattformen och en viktig innovation för branschen är skissrouteren, som ger designers full interaktiv kontroll över den automatiska/assisterade lossningsprocessen, vilket ger samma kvalitetsresultat som manuell lossning, men på mycket mindre tid.

Orcad PCB -redaktör

ORCAD PCB Editor är en interaktiv miljö utvecklad för bräddesign på alla tekniska nivåer, från enkel till komplex. På grund av dess verkliga skalbarhet till Cadence Allegro PCB Designers PCB -lösningar stöder ORCAD PCB Editor den tekniska utvecklingen av designteam och kan hantera begränsningar (hög hastighet, signalintegritet etc.) samtidigt som man upprätthåller samma grafiska gränssnitt och filformat

Gerberfil

Branschstandarden Gerber -filformat används för att förmedla designinformation för PCB -produktion. På många sätt liknar Gerber PDF -filer inom elektronik; Det är bara ett litet filformat skrivet på ett blandat maskinkontrollspråk. Dessa filer genereras av Circuit Breaker -programvaran och skickas till PCB -tillverkaren till CAM -programvaran.

Säkert integrera elektroniska system i fordon och andra komplexa system presenterar viktiga överväganden för både hårdvara och programvara. Ingenjörer syftar till att minimera antalet design iterationer och utvecklingstid, vilket har betydande fördelar för designers som implementerar arbetsflöden.