Відповідно до розробленої схемної схеми можна виконати моделювання та спроектувати друковану плату, експортувавши файл Gerber/drill. Якою б не була конструкція, інженери повинні точно розуміти, як схеми (та електронні компоненти) повинні бути розташовані та як вони працюють. Для інженерів-електронників пошук правильних програмних засобів для проектування друкованих плат може бути складним завданням. Програмні засоби, які добре працюють для одного проекту друкованої плати, можуть не працювати добре для інших. Інженери хочуть, щоб інструменти проектування плати були інтуїтивно зрозумілими, містили корисні функції, були достатньо стабільними, щоб обмежити ризик, і мали надійну бібліотеку, яка робить їх придатними для багатьох проектів.

Проблема з обладнанням

Для проектів iot інтеграція має вирішальне значення для продуктивності та надійності, а інтеграція струмопровідних і непровідних матеріалів у PCBS вимагає від дизайнерів iot вивчення взаємодії між різними електричними та механічними аспектами конструкції. Зокрема, оскільки розміри компонентів продовжують зменшуватися, електричне нагрівання на PCBS стає все більш критичним. У той же час функціональні вимоги зростають. Щоб досягти продуктивності конструкції, реакція на температуру, поведінка електричних компонентів на платі та загальне керування температурою мають вирішальне значення для функціональності та надійності системи.

PCB повинна бути ізольована для забезпечення захисту. Короткі замикання запобігають завдяки захисту мідних проводів, розміщених на платі для створення електронної системи. Порівняно з недорогими альтернативами, такими як клейкий папір із синтетичної смоли (SRBP, FR-1, FR-2), FR-4 більш підходить як матеріал підкладки завдяки своїм фізичним/механічним властивостям, особливо здатності зберігати дані на високих частоти, його висока термостійкість і той факт, що він поглинає менше води, ніж інші матеріали. FR-4 широко використовується в елітних будівлях, а також у промисловому та військовому обладнанні. Він сумісний із надвисокою ізоляцією (надвисокий вакуум або UHV).

Однак FR-4 як підкладка для друкованих плат має низку обмежень, які пов’язані з хімічною обробкою, яка використовується у виробництві. Зокрема, матеріал схильний до утворення включень (бульбашок) і смуг (поздовжніх бульбашок), а також до деформації скловолокна. Ці дефекти можуть призвести до нестабільної діелектричної міцності та погіршити роботу електропроводки друкованої плати. Новий епоксидний скляний матеріал вирішує ці проблеми.

Інші широко використовувані матеріали включають поліімід/скловолокно (що витримує вищі температури та є твердішим) і KAPTON (гнучкий, легкий, підходить для таких застосувань, як дисплеї та клавіатури). Фактори, які слід враховувати при виборі діелектричних матеріалів (підкладок), включають коефіцієнт теплового розширення (КТР), температуру склування (Tg), теплопровідність і механічну жорсткість.

Військові/аерокосмічні PCBS вимагають особливого дизайну, що базується на специфікаціях макета та 100% покриття Design for Test (DFT). Стандарт MIL-STD-883 встановлює методи та процедури випробування мікроелектронних пристроїв, придатних для військових і аерокосмічних систем, включаючи механічні та електричні випробування, процедури виробництва та навчання, а також інші засоби контролю для забезпечення постійного рівня якості та надійності всієї системи. Різноманітність застосування таких пристроїв.

Окрім відповідності різним стандартам, розробка електроніки автомобільної системи повинна відповідати ряду правил, таким як механічне та електронне випробування AEC-Q100 для упаковки інтегральних схем. Перехресні перешкоди можуть заважати безпеці автомобіля. Щоб мінімізувати ці ефекти, розробники друкованих плат повинні вказати відстань між сигнальною лінією та лінією живлення. Проектування та стандартизація полегшуються програмними інструментами, які автоматично виділяють аспекти конструкції, які потребують подальшої модифікації, щоб відповідати обмеженням перешкод і умовам розсіювання тепла, щоб уникнути впливу на роботу системи.

Примітки:

Перешкоди від самої схеми не є загрозою для якості сигналу. PCB в автомобілі бомбардується шумом, який взаємодіє з тілом складним чином, щоб викликати небажаний струм у ланцюзі. Скачки та флуктуації напруги, спричинені автомобільними системами запалювання, можуть вивести компоненти далеко за межі допусків на обробку.

Проблема з програмним забезпеченням

Сучасні інструменти компонування друкованих плат повинні мати кілька функціональних комбінацій, щоб відповідати вимогам дизайнерів. Вибір правильного інструменту компонування повинен бути першочерговим питанням при проектуванні друкованої плати, і ніколи не слід ігнорувати його. Продукти Mentor Graphics, OrCAD Systems і Altium є одними з сучасних інструментів компонування друкованих плат.

Altium Designer

Altium Designer — це один із високоякісних пакетів для проектування друкованих плат на сучасному ринку. З функцією автоматичного підключення, підтримкою регулювання довжини лінії та 3D-моделюванням. Altium Designer містить інструменти для всіх завдань проектування схем, від захоплення схем до HDL, а також моделювання схем, аналізу сигналів, проектування друкованої плати та розробки вбудованих FPGA

Платформа компонування PCB від Mentor Graphics вирішує основні проблеми, що постають перед сучасними системними розробниками: точне, продуктивне та орієнтоване на повторне використання вкладене планування; Ефективна маршрутизація в щільних і складних топологіях; І електромеханічна оптимізація. Ключовою особливістю платформи та ключовим нововведенням для галузі є Sketch Router, який надає дизайнерам повний інтерактивний контроль над процесом автоматичного/допоміжного розмотування, одержуючи результати такої ж якості, як і ручне розмотування, але за набагато менший час.

OrCAD PCB Editor

OrCAD PCB Editor — інтерактивне середовище, розроблене для проектування плат на будь-якому технічному рівні, від простого до складного. Завдяки справжній масштабованості до рішень PCB Cadence Allegro PCB Designer OrCAD PCB Editor підтримує технічний розвиток груп проектувальників і здатний керувати обмеженнями (висока швидкість, цілісність сигналу тощо), зберігаючи той самий графічний інтерфейс і формат файлу.

Файл Gerber

Галузевий стандартний формат файлу Gerber використовується для передачі інформації про дизайн для виробництва друкованих плат. Багато в чому Gerber схожий на PDFS в електроніці; Це просто невеликий формат файлу, написаний змішаною мовою керування машиною. Ці файли генеруються програмним забезпеченням автоматичного вимикача та надсилаються виробнику друкованої плати до програмного забезпечення CAM.

Безпечна інтеграція електронних систем у транспортні засоби та інші складні системи має важливі міркування як щодо апаратного, так і програмного забезпечення. Інженери прагнуть мінімізувати кількість ітерацій проектування та час розробки, що має значні переваги для дизайнерів, які реалізують робочі процеси.