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设计卓越印刷电路板的秘诀
设计卓越印刷电路板的秘诀
为了实现卓越的设计，需要一种纪律严明的方法，将PCB的可靠性保持在设计过程的最前沿。如果电路板由于低级组件或无法解决峰值电流和功率要求而过早失效，那么PCB的性能就不会有太大的影响。全面卓越的设计为PCB的全面成功生产做好了准备，并使该原型PCB能够验证其可制造性和可测试性。可靠性至上的姿态将以合理的价格提供您想要的性能。
秘密＃1 –组件选择的详细信息
如前所述，功能性能不是选择组件的驱动因素。我们可以将其归结为可用组件的日益复杂化。有更多外部因素决定这些设备的使用寿命，并且它们与可靠性有关，这就是为什么提前进行可靠性设计如此重要的原因。那么，这些外部因素是什么？
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所有这些都会影响零件的寿命，如果操作环境未达到严格的标准，则可能导致过早的故障。导致这些问题的因素很多。我们会在这里提到一些效果，但是列表要长得多。在某些情况下，问题归结为您不知道自己不知道的事情。
让我们以MSL为例。作为指导存在的标准是不完整的。J-STD-020D仅适用于具有集成电路的表面贴装技术（SMT）封装。图表显示了标准，如J-STD-020D中所述。它不包括无源组件或波峰焊。如果组件制造商没有为您提供该组件的MSL，则您可以自行确定其特征。那就是故障的物理过程（PoF）。大多数标准组件的最大MSL为3。
超过MSL限制时可能造成的损坏称为爆米花，因为由于电介质材料中的水分吸收，您会导致PCB破裂和分层。损坏听起来像爆米花爆裂。通常，这种情况发生在未正确包装和存储PCB的情况下。
秘密2 –替代PoF的经验法则
在所有这些情况下，必须评估风险。如果失败的风险过高，则应忽略经验法则，以求进行PoF计算。
秘诀三–可靠性设计
最佳实践是预先设计可靠性，而不是将所有精力都花在性能设计上。您的性能目标将在此过程中实现，因为您要选择的高可靠性组件将在更长的时间内提供您想要的性能。您的客户将获得两倍的幸福。为什么？首先，您将降低生产成本。如果您从理论上进行思考，那么您将失败的物理理论击败了。
秘诀四：设计阶段的生产团队沟通
这个秘密是一个常识性的问题，但是您会惊奇地发现它经常被弄乱，从而导致代价高昂的错误。从设计的角度来看，必须正确处理团队中的两个角色。电气工程师的首要职责是设计要放置在PCB上的电路的组件结构。他/她的工作是正确获取物料清单（BOM）并准备批准的供应商清单（AVL）。可靠性和性能取决于它是一项高质量的工作。第二个角色是机械工程师（今天通常由电气工程师担任），他将确定PCB的布局，包括所有导电路径（布线），过孔（电路板上的孔）以及电路板的准备工作这样焊接工作将是一流的。
组织生产团队是将PoF纳入讨论的好时机，因为它说明了秘密1的重要性以及使秘密2变得有价值的机制。可靠性并不是一门精确的科学，但PoF可以衡量PCB生产过程中涉及的物理可靠性。PoF在某种程度上是一个统称，包括化学和物理学，以了解电子组件（包括半导体器件）的失效机理。PoF的科学成果是在实际工作条件下估算电路组件的使用寿命。这也说明了了解电路组件可靠性的重要性。
下图显示了PCB行业正在发生的变化以及正在实施的所有变化。显然，当今的现代技术提高了部件的磨损率，这标志着需要为长期故障提前计划。
本文仅概述了要考虑的所有可靠性问题。避免出现本文开头所讨论的设计错误，并避免在设计时先考虑可靠性。表演将随之而来。最大限度地利用您对PCB设计注意事项的了解，并在每次机会中实践设计以实现卓越。