Ayon sa binuo circuit diagram, ang simulation ay maaaring isagawa at ang PCB ay maaaring idisenyo sa pamamagitan ng pag-export ng Gerber/drill file. Anuman ang disenyo, kailangang maunawaan ng mga inhinyero nang eksakto kung paano dapat ilagay ang mga circuit (at mga elektronikong bahagi) at kung paano gumagana ang mga ito. Para sa mga electronics engineer, ang paghahanap ng tamang software tool para sa disenyo ng PCB ay maaaring maging isang nakakatakot na gawain. Ang mga tool sa software na gumagana nang maayos para sa isang proyekto ng PCB ay maaaring hindi gumana nang maayos para sa iba. Gusto ng mga inhinyero ang mga tool sa disenyo ng board na intuitive, naglalaman ng mga kapaki-pakinabang na feature, sapat na matatag upang limitahan ang panganib, at magkaroon ng isang matatag na library na ginagawang angkop ang mga ito para sa maraming proyekto.

Problema sa hardware

Para sa mga proyekto ng iot, ang pagsasama ay kritikal para sa pagganap at pagiging maaasahan, at ang pagsasama ng mga conductive at non-conductive na materyales sa PCBS ay nangangailangan ng mga taga-disenyo ng iot na pag-aralan ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iba't ibang elektrikal at mekanikal na aspeto ng disenyo. Sa partikular, habang patuloy na lumiliit ang mga sukat ng bahagi, lalong nagiging kritikal ang electric heating sa PCBS. Kasabay nito, ang mga kinakailangan sa pagganap ay tumataas. Upang makamit ang pagganap na nakabatay sa pagganap ng disenyo, pagtugon sa temperatura, pag-uugali ng mga de-koryenteng bahagi sa board, at pangkalahatang pamamahala ng thermal ay kritikal sa functionality at pagiging maaasahan ng system.

Ang PCB ay dapat na nakahiwalay upang matiyak ang proteksyon. Ang mga short circuit ay pinipigilan sa pamamagitan ng pagprotekta sa mga bakas ng tanso na nakalagay sa board upang lumikha ng electronic system. Kung ikukumpara sa murang mga alternatibo tulad ng synthetic resin adhesive paper (SRBP, FR-1, FR-2), ang FR-4 ay mas angkop bilang substrate material dahil sa pisikal/mekanikal na katangian nito, lalo na ang kakayahang mapanatili ang data sa mataas. mga frequency, ang mataas na paglaban nito sa init, at ang katotohanang mas kaunting tubig ang sinisipsip nito kaysa sa ibang mga materyales. Ang FR-4 ay malawakang ginagamit sa mga high-end na gusali pati na rin sa mga kagamitang pang-industriya at militar. Ito ay katugma sa ultra-high insulation (ultra-high vacuum o UHV).

Gayunpaman, ang FR-4 bilang isang PCB substrate ay nahaharap sa isang bilang ng mga limitasyon, na nagmumula sa kemikal na paggamot na ginamit sa produksyon. Sa partikular, ang materyal ay madaling kapitan ng pagbuo ng mga inklusyon (mga bula) at mga streak (paayon na mga bula), pati na rin ang pagpapapangit ng hibla ng salamin. Ang mga depektong ito ay maaaring magdulot ng hindi pantay na lakas ng dielectric at makapinsala sa pagganap ng mga kable ng PCB. Ang bagong materyal na epoxy glass ay nilulutas ang mga problemang ito.

Kasama sa iba pang karaniwang ginagamit na materyales ang polyimide/glass fiber (na sumusuporta sa mas mataas na temperatura at mas mahirap) at KAPTON (flexible, magaan, angkop para sa mga application tulad ng mga display at keyboard). Ang mga salik na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng mga dielectric na materyales (substrates) ay kinabibilangan ng koepisyent ng thermal expansion (CTE), glass transition temperature (Tg), thermal conductivity, at mechanical rigidity.

Ang militar/aerospace PCBS ay nangangailangan ng mga espesyal na pagsasaalang-alang sa disenyo batay sa mga detalye ng layout at 100% Design for Test (DFT) na saklaw. Ang pamantayan ng MIL-STD-883 ay nagtatatag ng mga pamamaraan at pamamaraan para sa pagsubok ng mga microelectronic na aparato na angkop para sa mga sistema ng militar at aerospace, kabilang ang mekanikal at elektrikal na pagsubok, mga pamamaraan sa pagmamanupaktura at pagsasanay, at iba pang mga kontrol upang matiyak ang pare-parehong antas ng kalidad at pagiging maaasahan sa buong system. Iba't ibang mga application ng naturang mga device.

Bilang karagdagan sa pagtugon sa iba't ibang mga pamantayan, ang disenyo ng automotive system electronics ay dapat sumunod sa isang serye ng mga panuntunan, tulad ng AEC-Q100 mechanical at electronic na pagsubok para sa packaging integrated circuits. Ang mga crosstalk effect ay maaaring makagambala sa kaligtasan ng sasakyan. Upang mabawasan ang mga epektong ito, dapat tukuyin ng mga taga-disenyo ng PCB ang distansya sa pagitan ng linya ng signal at linya ng kuryente. Ang disenyo at standardisasyon ay pinadali ng mga tool ng software na awtomatikong nagha-highlight ng mga aspeto ng disenyo na nangangailangan ng karagdagang pagbabago upang matugunan ang mga limitasyon ng interference at mga kundisyon ng pag-alis ng init upang maiwasang maapektuhan ang operasyon ng system.

Mga Tala:

Ang pagkagambala mula sa circuit mismo ay hindi isang banta sa kalidad ng signal. Ang PCB sa kotse ay binomba ng ingay, na nakikipag-ugnayan sa katawan sa mga kumplikadong paraan upang mahikayat ang hindi gustong kasalukuyang sa circuit. Ang mga spike ng boltahe at pagbabagu-bago na dulot ng mga automotive ignition system ay maaaring itulak ang mga bahagi nang higit pa sa kanilang machining tolerances.

Problema sa software

Ang mga tool sa layout ng PCB ngayon ay dapat na mayroong maraming functional na kumbinasyon upang matugunan ang mga kinakailangan ng mga designer. Ang pagpili ng tamang tool sa layout ay dapat na ang unang pagsasaalang-alang sa disenyo ng PCB at hindi kailanman dapat palampasin. Ang mga produkto mula sa Mentor Graphics, OrCAD Systems, at Altium ay kabilang sa mga tool sa layout ng PCB ngayon.

Altium Designer

Ang Altium Designer ay isa sa mga high-end na pakete ng disenyo ng PCB sa merkado ngayon. Gamit ang awtomatikong pag-andar ng mga kable, suporta para sa pagsasaayos ng haba ng linya at pagmomodelo ng 3D. Kasama sa Altium Designer ang mga tool para sa lahat ng gawain sa disenyo ng circuit, mula sa schematic capture hanggang HDL pati na rin ang circuit simulation, signal analysis, PCB design, at FPGA embedded development

Ang platform ng layout ng PCB ng Mentor Graphics ay tumutugon sa mga pangunahing hamon na kinakaharap ng mga taga-disenyo ng system ngayon: tumpak, pagganap – at reuse-oriented na nested na pagpaplano; Mahusay na pagruruta sa siksik at kumplikadong mga topolohiya; At electromechanical optimization. Ang isang pangunahing tampok ng platform at isang pangunahing pagbabago para sa industriya ay ang Sketch Router, na nagbibigay sa mga designer ng buong interactive na kontrol sa awtomatiko/tinulungang uncoiling na proseso, na gumagawa ng parehong kalidad ng mga resulta tulad ng manual uncoiling, ngunit sa mas kaunting oras.

OrCAD PCB Editor

Ang OrCAD PCB Editor ay isang interactive na kapaligiran na binuo para sa disenyo ng board sa anumang teknikal na antas, mula sa simple hanggang sa kumplikado. Dahil sa totoong scalability nito sa mga solusyon sa PCB ng Cadence Allegro PCB Designer, sinusuportahan ng OrCAD PCB Editor ang teknikal na pag-unlad ng mga team ng disenyo at nagagawa nitong pamahalaan ang mga hadlang (mataas na bilis, integridad ng signal, atbp.) habang pinapanatili ang parehong graphical na interface at format ng file

Gerber file

Ang pamantayang pang-industriya na format ng Gerber file ay ginagamit upang ihatid ang impormasyon ng disenyo para sa produksyon ng PCB. Sa maraming paraan, ang Gerber ay katulad ng PDFS sa electronics; Ito ay isang maliit na format ng file na nakasulat sa isang mixed machine control language. Ang mga file na ito ay nabuo ng circuit breaker software at ipinadala sa PCB manufacturer sa CAM software.

Ang ligtas na pagsasama ng mga electronic system sa mga sasakyan at iba pang kumplikadong sistema ay nagpapakita ng mahahalagang pagsasaalang-alang para sa parehong hardware at software. Nilalayon ng mga inhinyero na bawasan ang bilang ng mga pag-ulit ng disenyo at oras ng pag-develop, na may malaking pakinabang para sa mga taga-disenyo na nagpapatupad ng mga daloy ng trabaho.