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PCB设计损坏的三个因素
作为工程师我们想到了系统可能发生故障的所有方式，并且一旦发生故障，我们已经准备好对其进行修复。避免故障在PCB设计中更为重要。更换在现场损坏的电路板可能会很昂贵，而且客户的不满意通常会更加昂贵。这就是在设计过程中牢记PCB板损坏的三个主要原因的重要原因：制造缺陷，环境因素和设计不足。尽管其中一些因素可能无法控制，但在设计阶段可以缓解许多因素。这就是为什么在设计过程中计划很坏的情况可以帮助您的板发挥一定性能的原因。
PCB设计故障的原因1：制造缺陷
PCB设计板损坏的常见原因之一是由于制造缺陷。这些缺陷可能很难发现，发现后甚至更难修复。尽管其中一些可以进行设计，但其他一些则必须由合同制造商（CM）进行修复。
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常见的制造缺陷和解决方案 |
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缺陷 |
描述 |
解决方案 |
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低质量的焊点连接 |
如果焊点连接不正确，则在操作过程中可能会发生墓碑损坏，组件连接的一端断开。焊盘走线布局不正确会导致焊点质量低下，并且容易断开连接，特别是对于承受机械应力的电路板而言。例如振动或运动。 |
设计：确保焊盘和走线在PCB设计布局中正确对齐。另外，请确保您的电路板具有结构完整性，这可能需要在制造过程中进行测试。 |
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材料讲 解 |
具有较低CTE的板材可能会在制造过程中被削弱，从而导致现场过早失效。故障的最可能原因是过热。 |
设计：确保遵循PCB设计散热设计以遵循制造准则，并选择适合制造情况的材料。例如，如果使用无铅焊料，则在组装过程中您的电路板所承受的温度将明显高于波峰焊的温度。 |
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污染 |
由于缺乏表面光洁度和缺乏组装后的保护涂层，因此在组装之前或组装过程中，木板可能会被污染。这可能导致氧化，从而导致行为不稳定和故障。 |
设计：请确保指定要应用的表面处理，并且该表面处理适合您的设计。指定在操作过程中使用保形涂层以防止表面污染也是一个好主意。 |
这不是一个详尽的清单，但是它使设计人员对在制造缺陷时可以预期的事情有了一个很好的了解。如您所见，可以在设计过程中和/或与CM密切合作解决列出的问题，以预见可能导致操作失败的问题。
PCB设计故障的原因2：环境因素
PCB设计故障的另一个常见原因是操作环境。因此，根据将在其中运行的环境来设计电路板和机箱非常重要。
热量：电路板会产生热量，并且在操作过程中经常会暴露在热量下。考虑PCB设计是否将在其外壳周围流通，暴露在阳光和室外温度下，或者吸收附近其他来源的热量。温度的变化也会使焊点，基底材料甚至外壳破裂。如果您的电路要经受高温，您可能需要研究通孔元件，这些元件通常比SMT传导更多的热量。
灰尘：灰尘是电子产品的祸根。确保您的机箱具有正确的防护等级（IP）和/或选择能够处理操作区域中预期的灰尘等级和/或使用保形涂层的组件。
水分：湿度对电子设备构成了很大的威胁。如果PCB设计在温度急剧变化的非常潮湿的环境中运行，则水分会从空气中凝结到电路上。因此，重要的是要确保在整个电路板结构中以及安装之前都结合了防潮方法。
物理震动：坚固的电子广告有一个原因，表明人们将它们扔在岩石或水泥地板上。在操作过程中，许多设备会遭受物理冲击或振动。您必须根据机械性能选择机柜，电路板和组件，以解决此问题。
PCB设计故障的原因3：非特定设计
操作过程中PCB设计板损坏的后一个因素是最重要的：设计。如果工程师的目的不是专门满足其绩效目标；包括可靠性和寿命，这简直是遥不可及。如果您希望电路板使用很长时间，请确保选择组件和材料，对电路板进行布局，并根据设计的特定要求验证设计。
组件选择：随着时间的流逝，组件会失效或停产；但是，在板的预期寿命到期之前发生这种故障是不可接受的。因此，您的选择应符合其环境的性能要求，并在电路板预期生产的生命周期内具有足够的组件生命周期。
材料选择：正如组件的性能会随着时间的流逝而失效一样，材料的性能也会下降。暴露于热，热循环，紫外线和机械应力下，都会导致电路板退化并过早失效。因此，您需要根据电路板类型选择印刷效果很好的电路板材料。这意味着要考虑材料特性并利用适用于您设计的最惰性材料。
PCB设计布局：不够明确的PCB设计布局也可能是操作过程中电路板故障的根本原因。例如，没有纳入高压板的独特挑战；例如高电压电弧跟踪速率，可能会导致电路板和系统损坏，甚至对人员造成伤害。
设计验证：这可能是生产可靠电路的最重要步骤。与您的特定CM 进行DFM检查。一些CM可以保持更严格的公差并使用特殊材料工作，而另一些则不能。在开始制造之前，确保CM可以按照您希望的方式制造您的电路板，将确保质量更高的PCB设计A不会失败。
想象一下PCB设计可能发生的最坏情况并不是一件有趣的事情。知道您已经设计了一个可靠的板，当该板部署到客户手中时，它不会失败。记住PCB设计损坏的三个主要原因，这样您就可以顺利地获得一致且可靠的电路板。确保从一开始就针对制造缺陷，环境因素进行规划，并针对特定案例着重设计决策。