Geliştirilen devre şemasına göre Gerber/drill dosyası dışarı aktarılarak simülasyon gerçekleştirilebilir ve PCB tasarlanabilir. Tasarım ne olursa olsun mühendislerin devrelerin (ve elektronik bileşenlerin) nasıl düzenlenmesi gerektiğini ve nasıl çalıştıklarını tam olarak anlamaları gerekir. Elektronik mühendisleri için PCB tasarımı için doğru yazılım araçlarını bulmak göz korkutucu bir görev olabilir. Bir PCB projesi için iyi çalışan yazılım araçları, başkaları için iyi çalışmayabilir. Mühendisler sezgisel, kullanışlı özellikler içeren, riski sınırlayacak kadar kararlı ve birden fazla projeye uygun olmalarını sağlayacak sağlam bir kitaplığa sahip kart tasarım araçları ister.

Donanım sorunu

IoT projeleri için entegrasyon, performans ve güvenilirlik açısından kritik öneme sahiptir ve iletken ve iletken olmayan malzemelerin PCBS'ye entegrasyonu, IoT tasarımcılarının tasarımın çeşitli elektriksel ve mekanik yönleri arasındaki etkileşimleri incelemesini gerektirir. Özellikle bileşen boyutları küçülmeye devam ettikçe PCBS'de elektrikli ısıtma giderek daha kritik hale geliyor. Aynı zamanda işlevsel gereksinimler de artıyor. Tasarımın performansa dayalı performansını elde etmek için sıcaklık tepkisi, kart üzerindeki elektrikli bileşenlerin davranışı ve genel termal yönetim, sistemin işlevselliği ve güvenilirliği açısından kritik öneme sahiptir.

Korumayı sağlamak için PCB izole edilmelidir. Elektronik sistemi oluşturacak şekilde kart üzerine yerleştirilen bakır izleri korunarak kısa devrelerin önüne geçilir. Sentetik reçineli yapışkan kağıt (SRBP, FR-1, FR-2) gibi düşük maliyetli alternatiflerle karşılaştırıldığında FR-4, fiziksel/mekanik özellikleri ve özellikle verileri yüksek düzeyde tutma yeteneği nedeniyle bir alt tabaka malzemesi olarak daha uygundur. frekansları, yüksek ısı direnci ve diğer malzemelere göre daha az su emmesidir. FR-4, üst düzey binaların yanı sıra endüstriyel ve askeri ekipmanlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Ultra yüksek izolasyonla (ultra yüksek vakum veya UHV) uyumludur.

Bununla birlikte, bir PCB substratı olarak FR-4, üretimde kullanılan kimyasal işlemlerden kaynaklanan bir takım sınırlamalarla karşı karşıyadır. Özellikle malzeme, cam elyafının deformasyonunun yanı sıra kalıntılar (kabarcıklar) ve çizgiler (boyuna kabarcıklar) oluşumuna eğilimlidir. Bu kusurlar tutarsız dielektrik dayanımına neden olabilir ve PCB kablolama performansını olumsuz etkileyebilir. Yeni epoksi cam malzemesi bu sorunları çözüyor.

Yaygın olarak kullanılan diğer malzemeler arasında poliimid/cam elyaf (daha yüksek sıcaklıkları destekleyen ve daha sert) ve KAPTON (esnek, hafif, ekran ve klavye gibi uygulamalar için uygun) yer alır. Dielektrik malzemeleri (alt tabakaları) seçerken göz önünde bulundurulması gereken faktörler arasında termal genleşme katsayısı (CTE), cam geçiş sıcaklığı (Tg), termal iletkenlik ve mekanik sertlik yer alır.

Askeri/havacılık PCB'leri, yerleşim özelliklerine ve %100 Test için Tasarım (DFT) kapsamına dayalı olarak özel tasarım hususları gerektirir. MIL-STD-883 standardı, sistem genelinde tutarlı kalite ve güvenilirlik düzeyleri sağlamak için mekanik ve elektriksel testler, üretim ve eğitim prosedürleri ve diğer kontroller dahil olmak üzere askeri ve havacılık sistemlerine uygun mikroelektronik cihazların test edilmesine yönelik yöntemler ve prosedürler belirler. Bu tür cihazların çeşitli uygulamaları.

Çeşitli standartları karşılamanın yanı sıra, otomotiv sistem elektroniği tasarımının, entegre devrelerin paketlenmesine yönelik AEC-Q100 mekanik ve elektronik testi gibi bir dizi kurala uyması gerekir. Çapraz konuşma etkileri araç güvenliğini etkileyebilir. Bu etkileri en aza indirmek için PCB tasarımcılarının sinyal hattı ile güç hattı arasında bir mesafe belirlemesi gerekir. Tasarım ve standardizasyon, sistem çalışmasını etkilemekten kaçınmak amacıyla girişim sınırlamalarını ve ısı dağıtım koşullarını karşılamak için tasarımın daha fazla değişiklik yapılması gereken yönlerini otomatik olarak vurgulayan yazılım araçlarıyla kolaylaştırılır.

Notlar:

Devrenin kendisinden kaynaklanan parazit, sinyal kalitesine yönelik bir tehdit değildir. Arabadaki PCB, devrede istenmeyen akımı tetiklemek için gövdeyle karmaşık şekillerde etkileşime giren gürültüyle bombardımana tutuluyor. Otomotiv ateşleme sistemlerinin neden olduğu voltaj yükselmeleri ve dalgalanmalar, bileşenleri işleme toleranslarının çok ötesine itebilir.

Yazılım sorunu

Günümüzün PCB yerleşim araçları, tasarımcıların gereksinimlerini karşılamak için birden fazla işlevsel kombinasyona sahip olmalıdır. PCB tasarımında doğru düzen aracını seçmek ilk dikkat edilmesi gereken husus olmalı ve asla gözden kaçırılmamalıdır. Mentor Graphics, OrCAD Systems ve Altium ürünleri günümüzün PCB yerleşim araçları arasındadır.

Altium Tasarımcısı

Altium Designer, bugün piyasadaki en üst düzey PCB tasarım paketlerinden biridir. Otomatik kablolama fonksiyonu, hat uzunluğu ayarı ve 3D modelleme desteği. Altium Designer, şematik yakalamadan HDL'nin yanı sıra devre simülasyonu, sinyal analizi, PCB tasarımı ve FPGA gömülü geliştirmeye kadar tüm devre tasarımı görevlerine yönelik araçlar içerir

Mentor Graphics'in PCB yerleşim platformu, günümüzün sistem tasarımcılarının karşılaştığı temel zorlukları ele alıyor: doğru, performans ve yeniden kullanım odaklı iç içe planlama; Yoğun ve karmaşık topolojilerde verimli yönlendirme; Ve elektromekanik optimizasyon. Platformun önemli bir özelliği ve sektör için önemli bir yenilik, tasarımcılara otomatik/yardımlı rulo açma süreci üzerinde tam etkileşimli kontrol sağlayan, manüel rulo açmayla aynı kalitede sonuçları ancak çok daha kısa sürede üreten Sketch Router'dır.

OrCAD PCB Düzenleyici

OrCAD PCB Editor, basitten karmaşığa kadar her teknik düzeyde kart tasarımı için geliştirilmiş etkileşimli bir ortamdır. Cadence Allegro PCB Designer'ın PCB çözümlerine gerçek ölçeklenebilirliği nedeniyle OrCAD PCB Editor, tasarım ekiplerinin teknik gelişimini destekler ve aynı grafik arayüzü ve dosya formatını korurken kısıtlamaları (yüksek hız, sinyal bütünlüğü vb.) yönetebilir.

Gerber dosyası

Endüstri standardı Gerber dosya formatı, PCB üretimine yönelik tasarım bilgilerini iletmek için kullanılır. Gerber birçok yönden elektronikteki PDFS'ye benzer; Bu sadece karma makine kontrol dilinde yazılmış küçük bir dosya formatıdır. Bu dosyalar devre kesici yazılımı tarafından oluşturulur ve PCB üreticisine CAM yazılımına gönderilir.

Elektronik sistemlerin araçlara ve diğer karmaşık sistemlere güvenli bir şekilde entegre edilmesi, hem donanım hem de yazılım açısından önemli hususlar sunar. Mühendisler, iş akışlarını uygulayan tasarımcılar için önemli avantajlara sahip olan tasarım yineleme sayısını ve geliştirme süresini en aza indirmeyi amaçlamaktadır.