Enligt det utvecklade kretsschemat kan simuleringen utföras och kretskortet kan designas genom att exportera Gerber/borrfilen. Oavsett design måste ingenjörer förstå exakt hur kretsarna (och elektroniska komponenter) ska läggas ut och hur de fungerar. För elektronikingenjörer kan det vara en skrämmande uppgift att hitta rätt mjukvaruverktyg för PCB-design. Mjukvaruverktyg som fungerar bra för ett PCB-projekt kanske inte fungerar bra för andra. Ingenjörer vill ha styrelsedesignverktyg som är intuitiva, innehåller användbara funktioner, är stabila nog att begränsa risker och har 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 PCBS kräver att iot-designers studerar interaktionerna mellan de olika elektriska och mekaniska aspekterna av konstruktionen. I synnerhet när komponentstorlekarna fortsätter att krympa, blir elektrisk uppvärmning på PCBS allt mer kritisk. Samtidigt ökar funktionskraven. För att uppnå prestandabaserad prestanda hos designen är temperaturrespons, beteendet hos de elektriska komponenterna på kortet och övergripande termisk hantering avgörande för systemets funktionalitet och tillförlitlighet.

PCB måste isoleras för att säkerställa skydd. Kortslutningar förhindras genom att skydda kopparspår som placerats på kortet för att skapa det elektroniska systemet. Jämfört med lågkostnadsalternativ som limpapper av syntetiskt harts (SRBP, FR-1, FR-2) är FR-4 mer lämplig som substratmaterial på grund av dess fysiska/mekaniska egenskaper, särskilt förmågan att behålla data vid höga frekvenser, dess höga värmebeständighet och det faktum att den absorberar mindre vatten än andra material. FR-4 används i stor utsträckning i avancerade byggnader samt industriell och militär utrustning. Den är kompatibel med ultrahög isolering (ultra-högt vakuum eller UHV).

FR-4 som PCB-substrat möter dock ett antal begränsningar, som härrör från den kemiska behandlingen som används i produktionen. I synnerhet är materialet benäget att bilda inneslutningar (bubblor) och strimmor (längsbubblor), såväl som deformation av glasfibern. Dessa defekter kan orsaka inkonsekvent dielektrisk styrka och försämra PCB-ledningarnas prestanda. Det nya epoxiglasmaterialet löser dessa problem.

Andra ofta använda material inkluderar polyimid/glasfiber (som stödjer högre temperaturer och är hårdare) och KAPTON (flexibel, lätt, lämplig för applikationer som skärmar och tangentbord). Faktorer att beakta vid val av dielektriska material (substrat) inkluderar termisk expansionskoefficient (CTE), glasövergångstemperatur (Tg), värmeledningsförmåga och mekanisk styvhet.

Militära/flyg-PCBS kräver speciella designöverväganden baserat på layoutspecifikationer och 100 % Design for Test (DFT) täckning. MIL-STD-883-standarden fastställer metoder och procedurer för att testa mikroelektroniska enheter som är lämpliga för militära och rymdfarliga system, inklusive mekaniska och elektriska tester, tillverknings- och utbildningsprocedurer och andra kontroller för att säkerställa konsekventa nivåer av kvalitet och tillförlitlighet i hela systemet. Olika tillämpningar av sådana anordningar.

Förutom att uppfylla olika standarder måste designen av bilsystemelektronik följa en rad regler, såsom AEC-Q100 mekaniska och elektroniska test för förpackning av integrerade kretsar. Överhörningseffekter kan störa fordonssäkerheten. För att minimera dessa effekter måste PCB-designers ange ett avstånd mellan signalledningen och kraftledningen. Design och standardisering underlättas av mjukvaruverktyg som automatiskt lyfter fram aspekter av designen som behöver modifieras ytterligare för att möta störningsbegränsningar och värmeavledningsförhållanden för att undvika att systemets funktion påverkas.

Anmärkningar:

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

Programvaruproblem

Dagens PCB-layoutverktyg måste ha flera funktionella kombinationer för att möta designers krav. Att välja rätt layoutverktyg bör vara det första övervägandet i PCB-design och bör aldrig förbises. Produkter från Mentor Graphics, OrCAD Systems och Altium är bland dagens PCB-layoutverktyg.

Altium designer

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

Mentor Graphics PCB-layoutplattform tar itu med de största utmaningarna som dagens systemdesigners står inför: noggrann, prestanda – och återanvändningsorienterad kapslad planering; Effektiv routing i täta och komplexa topologier; Och elektromekanisk optimering. En nyckelfunktion hos plattformen och en nyckelinnovation för branschen är Sketch Router, som ger designers full interaktiv kontroll över den automatiska/assisterade upprullningsprocessen, vilket ger samma kvalitetsresultat som manuell avrullning, men på mycket kortare tid.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor är en interaktiv miljö utvecklad för kortdesign på alla tekniska nivåer, från enkel till komplex. På grund av sin sanna skalbarhet till Cadence Allegro PCB Designers PCB-lösningar, stödjer OrCAD PCB Editor den tekniska utvecklingen av designteam och kan hantera begränsningar (hög hastighet, signalintegritet, etc.) samtidigt som man bibehåller samma grafiska gränssnitt och filformat.

Gerber fil

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

Att på ett säkert sätt integrera elektroniska system i fordon och andra komplexa system innebär viktiga överväganden för både hårdvara och mjukvara. Ingenjörer strävar efter att minimera antalet designiterationer och utvecklingstid, vilket har betydande fördelar för designers som implementerar arbetsflöden.