Používání specializovaného softwaru pro návrh plošných spojů (PCB) je efektivní metoda pro tvorbu kvalitních a bezchybných návrhů.
Bez takového softwaru by se elektronickí inženýři a návrháři potýkali s řadou obtíží při vytváření návrhů od samotného začátku, včetně montáže a následného čekání na schválení.
Na rozdíl od manuálních metod, které vyžadují mnoho času, úsilí a zdrojů, software pro PCB zjednodušuje práci a zvyšuje produktivitu. Navíc se eliminují rizika chyb, které zpomalují výrobu a zdržují celý proces. Díky softwaru pro PCB je možné pracovat s rychlostí a precizností.
Pokud se tedy rozhodnete využívat software pro návrh plošných spojů, zjistíte, že je na trhu mnoho různých možností, což může ztížit výběr toho nejvhodnějšího pro vaše potřeby.
Nezoufejte, připravili jsme pro vás přehled několika nejlepších softwarových řešení pro návrh PCB, která jsou v současnosti dostupná.
Pojďme se na ně podívat!
Co jsou to PCB?
Desky s plošnými spoji (PCB) jsou vrstvené struktury, které se skládají z izolačních a vodivých vrstev. Slouží jako základna pro propojení různých elektronických komponent a vytváření elektrického obvodu pro napájení elektronického zařízení.
Plošné spoje se používají téměř ve všech elektronických zařízeních a tvoří jejich základní stavební kámen. Jejich dvě hlavní funkce jsou:
- Umožnit montáž elektronických součástek na určená místa na vnějších vrstvách pomocí pájení
- Zajistit elektrické spojení mezi vývody komponent
Vodivé vrstvy obsahují spoje, které zajišťují elektrické propojení. Dále se přidávají prokovy, což jsou elektrická propojení mezi jednotlivými měděnými vrstvami.
Plošné spoje mechanicky podpírají různé elektronické komponenty pomocí vodivých plošek, které jsou navrženy tak, aby přijímaly vývody komponent a elektricky je propojovaly pomocí ploch, tras a dalších prvků.
Co je software pro návrh PCB?
Návrh desky s plošnými spoji (PCB) zahrnuje plánování uspořádání komponent, jejich sestavení a vedení spojů pro vytvoření elektrických propojení na desce, která napájí elektronické obvody. Software, který tento proces umožňuje, se nazývá software pro návrh PCB.
Některé z funkcí softwaru pro návrh PCB zahrnují:
- Editor schémat, který umožňuje vytvářet a upravovat elektrické objekty, komponenty a grafické prvky na schématických výkresech.
- 3D vizualizace a 2D schémata plošných spojů, které umožňují zobrazit, jak bude návrh vypadat, identifikovat případné chyby a snadno upravovat umístění součástek.
- Funkce automatického směrování (autorouting) pro automatické propojení různých bodů na PCB a vytvoření elektrického spojení.
- Kontrola návrhových pravidel pomocí různých nástrojů pro detekci konstrukčních nedostatků a porušení (na základě průmyslových norem nebo firemních směrnic), které by mohly vést k problémům s napájením, signály, EMC atd.
- Funkce pro spolupráci, které umožňují různým návrhářům pracovat na návrhu v reálném čase, provádět změny, přidávat komentáře a poskytovat zpětnou vazbu.
Proces návrhu desky s plošnými spoji se skládá z několika kroků:
- Umístění komponent: Proces návrhu PCB začíná převedením schématu PCM na fyzickou desku s plošnými spoji. Pro správné umístění komponent je potřeba využít schopnosti řešení problémů.
- Směrování: Vytváření elektrických propojení mezi různými komponentami na rozvržení desky plošných spojů. Směrování je specifické pro každou desku, proto se jednotlivé desky od sebe liší.
- Integrace: Pro propojení softwaru ECAD a MCAD (např. Eagle, Fusion 360) a sdílení návrhu se strojními inženýry, kteří posoudí, zda bude fyzicky vyhovovat, je potřeba zajistit integraci.
Proč potřebujete software pro návrh PCB?
Mechanická struktura PCB může obsahovat složité prvky. Software pro návrh plošných spojů pomáhá celý proces zjednodušit, urychlit a učinit efektivnějším.
Pojďme se podívat na výhody softwaru pro návrh PCB podrobněji.
Úspora času
Navrhování od nuly vyžaduje značné množství času a úsilí, protože musíte vymyslet návrh, montáž a elektrické propojení od samého počátku.
Použitím softwaru pro návrh PCB můžete tento proces urychlit výběrem z předpřipravených návrhů. K dispozici je mnoho možností, které odpovídají vašim designovým požadavkům. Díky tomu ušetříte čas při navrhování a zrychlíte dodání produktu.
Snadný proces
Speciálně vytvořený software pro návrh PCB pomáhá návrhářům snadno vytvářet vysoce kvalitní designy. Mohou využívat různé funkce softwaru namísto toho, aby vše dělali ručně. Snižuje to obtíže a uvolňuje čas pro inovativní práci.
Snadné testování výkonu návrhu
Vytvořením návrhu PCB cesta pro návrháře nekončí. Jejich návrh prochází testovací fází, kde inženýři ověřují výkon a proveditelnost návrhů PCB. Ruční testování návrhů PCB je obtížný, pracný a časově náročný proces. Může zahrnovat nepřesnosti, které mohou vést k vážným konstrukčním chybám a zhoršení kvality finálního produktu.
Software pro návrh PCB umožňuje snadné testování výkonu, pevnosti a proveditelnosti návrhu v simulovaném prostředí. Pomáhá rychle a přesně identifikovat problémy a chyby. Díky tomu můžete vylepšit návrh a vyrobit kvalitní produkt.
Lepší viditelnost
Manuální metody mohou být nedostatečné pro zobrazení všech detailů návrhu PCB. To může vést k přehlédnutí chyb. Software pro PCB nabízí fantastické funkce, jako je 3D vizualizace, která umožňuje prohlédnout návrh ze všech úhlů. Získáte tak holistický pohled na všechny detaily a snadno odhalíte chyby.
Nákladová efektivita
Vytvoření návrhu desky plošných spojů, sestavení dílů, vytvoření elektrických spojů, testování návrhu a výroba produktu manuálními prostředky je časově náročné. Tyto procesy vyžadují čas, pracovní sílu, stroje, energii a peníze. Pokud je nutné provést změny, celkové náklady se ještě zvýší.
Software pro návrh plošných spojů je nákladově efektivní přístup, který umožňuje provádět všechny procesy rychleji a zároveň šetří zdroje a peníze. Změny v návrhu lze snadno a rychle provádět v jakékoli fázi vývoje.
Aplikace softwaru pro návrh PCB
Software pro návrh plošných spojů pomáhá zlepšit rozvržení návrhu, včetně trasování, zarovnání komponent, kontroly pravidel atd. Tyto funkce pomáhají zlepšit kvalitu návrhu PCB a vedou k vysoce kvalitní výrobě plošných spojů.
Software pro návrh plošných spojů využívají elektronici v korporacích, nezávislí inženýři, podnikatelé a elektronici-nadšenci v různých případech použití. Některé z aplikací softwaru pro návrh PCB jsou:
- 3D vizualizace komponent: Software pro návrh PCB lze použít k odhalení vadných součástí, které narušují elektrický obvod. To nemusí být možné u 2D softwaru. Identifikací a nápravou problémů v raných fázích lze zabránit tomu, aby se návrh dostal do výrobního procesu a zbytečně plýtval časem a zdroji.
- Vizualizace struktury vrstev: Software pro návrh PCB umožňuje vizualizovat strukturu vrstev návrhu PCB. To vám pomůže vytvořit jedno, dvou nebo vícevrstvou desku plošných spojů dle vašich požadavků.
Nyní si probereme několik klíčových softwarů pro návrh PCB, které jsou dostupné na trhu.
Altium Designer
Vyzkoušejte nejvýkonnější software pro návrh PCB – Altium Designer – moderní a snadno ovladatelný. Jeho designové prostředí umožňuje inženýrům sledovat každý aspekt návrhového procesu od nápadů a brainstormingu až po rozvržení plošných spojů, dokumentaci a výrobu.
Pro inženýry bude zajímavé pracovat s návrhovými nástroji a dodávat kvalitnější produkty ze stejného intuitivního prostředí. Můžete vytvořit jednotný model, který bude sloužit jako centrální bod pro manipulaci s daty v celém procesu (rozvržení, schéma, simulace).
Altium Designer se integruje s ECAD/MCAD systémy, jako jsou SOLIDWORKS, Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360 a PTC Creo Parametric. Jedná se o cloudovou platformu, která propojuje MCAD, týmovou práci, správu dat a návrh PCB.
Spolupracujte na svém návrhu s dalšími lidmi v reálném čase, ať jste kdekoli, získávejte zpětnou vazbu a okamžitě řešte problémy. Důležité soubory můžete uložit na centralizovaném místě, abyste se vyhnuli špatné komunikaci mezi týmy a zajistili úspěšnou výrobu.
Dále můžete pracovat v nativním 3D návrhu PCB a spolupracovat s konstruktéry v 3D a fotorealistickém prostředí. Software usnadňuje spolupráci s mechanickými týmy díky integraci se softwarem MCAD. Eliminujete tím nutnost přenosu souborů mezi různými programy, protože vše je dostupné v jednom nástroji.
Vyzkoušejte si bezplatnou zkušební verzi a otestujte funkce, které hledáte v návrhovém softwaru. Můžete si vybrat z ročního a neomezeného předplatného.
Fusion 360
Fusion 360 nabízí inženýrství, design, výrobu a elektroniku v jediné platformě. Jedná se o cloudovou platformu, kde můžete provádět návrhy PCB, CAD, CAE, CAM a 3D modelování. Poskytuje vám nástroje pro zajištění funkce, tvaru a estetiky produktu.
Po návrhu desky plošných spojů zkontrolujte, zda je váš návrh vyrobitelný pomocí nástrojů generativního návrhu a simulace. Pomocí integrovaných softwarových nástrojů CAD a CAM můžete upravovat upínací prvky modelu a stávající prvky. Software poskytuje flexibilitu, která vám umožňuje vyrábět kvalitní produkty bez námahy.
Vyhněte se používání manuálních elektronických pracovních postupů a výměně formátů souborů; s Fusion 360 můžete pracovat na bezchybném produktu. Plně vybavený návrh plošných spojů, zachycení schémat a mechanický CAD vám poskytnou potřebné nástroje pro vytváření spolehlivých návrhů. Výkon produktu můžete ověřit pomocí simulačního softwaru.
Fusion 360 nabízí CAD-ready geometrii, takže nemusíte navrhovat od začátku. Geometrii můžete generovat zadáním parametrů, materiálů, výrobních metod a cenových omezení. Nespoléhejte se na to, že časová pásma, recenze a umístění prodlužují výrobní proces. Všechny návrhy a data můžete zobrazit v jediném softwaru pro správu dat.
Nabízejí tři cenové možnosti počínaje měsíčním plánem za 42 USD až po tříletý plán za 987 USD. Stáhněte si bezplatnou zkušební verzi jako majitel firmy nebo student.
Siemens PCBflow
Snižte počet iterací návrhu s Siemens PCBflow, bezpečným cloudovým nástrojem pro DFM (Design for Manufacturability) PCB, založeným na omezeních výrobce. Získáte automatizovanou online DFM s reálnými daty a podrobnými chybovými zprávami. To vám umožní lépe porozumět a pracovat efektivněji. Můžete spustit více DFM v průběhu procesu bez čekání na výrobce.
PCBflow je poháněn Valor NPI. Ať už jste startup nebo podnik, DFM je dostupné pro každého. Byl navržen tak, aby šetřil zdroje a čas při dodávání kvalitních produktů. Díky časté analýze DFM ušetříte čas a získáte finální produkt včas bez snížení kvality.
Zaregistrujte se a absolvujte zkušební verzi. Pokud se vám software líbí, vyberte si plán předplatného, který nejlépe vyhovuje vašim potřebám návrhu.
DipTrace
DipTrace má intuitivní rozhraní, takže se můžete soustředit na projekty, které mají být dokončeny v daném termínu. Tento software pro návrh PCB poskytuje funkce jako diferenciální směrování, hierarchická schémata, kompatibilitu ODB++, STEP 3D a hloubková pravidla s kontrolou DRC.
Data můžete snadno vyměňovat pomocí Altium, OrCAD, výrobních nástrojů, 2D/3D CAD, PADS a Eagle. Má široké možnosti importu a exportu, takže můžete své schéma snadno převést na PCB a zpět. Kromě toho máte k dispozici automatické směrování a ruční směrování.
V rozložení PCB získáte vysokorychlostní signály, 3D náhled, export Gerber, STEP a další. Můžete vytvářet a importovat komponenty z knihovny DipTrace, která také poskytuje šablony, generátor pouzder IPC-7351 a editační nástroje. Její knihovna obsahuje 160 000 zabalených součástek a více než 10 milionů dílů.
DipTrace vám umožňuje kontrolovat návrh v jakékoli fázi vývoje. Nabízí také nástroje pro generování 3D modelů a více než 11 000 modelů pouzder.
Začněte s plně funkční 30denní bezplatnou zkušební verzí, která je k dispozici pro Windows 32, Windows 64 a macOS. Pokud se vám software líbí, získejte placené předplatné za 75 $ za 300 pinů a dvě signální vrstvy.
Ultiboard
Ultiboard je software pro návrh PCB, který nabízí efektivní směrování a rozvržení s přizpůsobitelným prostředím. Návrh desky s plošnými spoji se integruje s Multisim a umožňuje vývoj prototypu PCB. Můžete použít jeho flexibilní nástroje a ruční přesnost pro definování kritických prvků desky.
Automatizované funkce Ultiboard vám pomohou rychle dokončit celý návrh. Pokročilí průvodci návrhem, panel nástrojů a tabulkový procesor usnadňují správu, definování a kontrolu jakéhokoli rozvržení desky. Anotace zpět a vpřed vám pomohou při lepší správě iterací.
Můžete exportovat standardní soubory, jako jsou DXF a Gerber, a dokončit tak proces návrhu. Ultiboard navíc poskytuje mnoho elektronických řešení, takže při navrhování a výrobě elektronických součástek nikdy nezůstanete pozadu.
Vyberte si verzi softwaru, definujte licenční období, dobu trvání a způsob doručení a zakupte si předplatné. Podporuje angličtinu a operační systém Windows.
OrCAD
Získejte komplexní řešení pro návrh PCB s OrCAD PCB Designer, který poskytuje pokročilou platformu a technologie trasování. Obsahuje knihovní nástroje, integritu signálu, automatické směrování, správu omezení, zachycení schémat, úpravy PCB, směrování a simulaci smíšeného signálu.
Maximalizujte svou produktivitu pomocí inteligentních, interaktivních a automatických úprav plošných spojů OrCAD a také možností umístění. Urychlete proces návrhu a maximalizujte produkci díky těsné integraci aplikací a rozsáhlým funkcím pro zajištění integrity dat.
Využijte správu omezení, abyste zajistili, že váš návrh splňuje specifické požadavky na základě oblasti, páru, pravidel délky atd. Můžete také vytvořit most mezi MCAD a ECAD, abyste získali dokonalé designové prostředí s podporou STEP, IDX a IPC-2581. Své návrhy můžete snadno analyzovat pomocí analogových, návrhových toků, smíšeného signálu a integrovaného SI.
Získejte přístup k plné verzi bezplatně, včetně OrCAD Capture CIS, OrCAD PSpice Designer, OrCAD Sigrity ERC, OrCAD PCB Designer Professional a dalších.
KiCAD EDA
KiCAD EDA je open source a multiplatformní platforma pro automatizaci návrhu elektroniky. Editor schémat KiCAD podporuje základní schémata i komplexní návrhy. Umožňuje vytvářet vlastní symboly nebo vybírat z tisíců možností dostupných v oficiální knihovně.
Po dokončení návrhu ověřte pomocí kontroly elektrických pravidel a integrovaného simulátoru SPICE. PCB editor je dostatečně jednoduchý pro snadné navrhování, i když se softwarem teprve začínáte. Navíc je dostatečně výkonný pro složité návrhy.
Vylepšená vizualizace, nástroje pro výběr a interaktivní směrovač usnadňují vaše úlohy. 3D prohlížeč umožňuje zkontrolovat správné mechanické uložení a zobrazit náhled konečného produktu.
KiCad EDA má vestavěný raytracer s přizpůsobitelnými možnostmi osvětlení, takže můžete vytvářet realistické obrázky a sdílet je s kolegy a týmy. Software podporuje různé operační systémy jako Ubuntu, macOS, Windows, Debian, Arch Linux, FreeBSD, Fedora atd.
Stáhněte si bezplatnou verzi a začněte navrhovat.
Závěr
Software pro návrh plošných spojů vám může pomoci snadno a efektivně navrhovat desky s plošnými spoji a zároveň šetřit čas a zdroje. Pomáhá kontrolovat výkon návrhu a opravovat chyby v raných fázích, abyste mohli posílat do výroby pouze kvalitní návrhy. Výsledkem je výroba robustních a spolehlivých desek plošných spojů, které fungují dobře v elektrických zařízeních.
Při výběru softwaru pro návrh PCB pečlivě zvažte své potřeby, mějte na paměti, že se technologie vyvíjejí a požadavky zákazníků se mění. Při výběru softwaru předvídejte své potřeby a užívejte si navrhování desek plošných spojů!