分享并讲解优秀PCB设计的秘诀

分享并讲解优秀PCB设计的秘诀

为了实现出色的设计，需要采用严格的方法，将 PCB 的可靠性置于设计过程的首位。 如果电路板因低级元件或无法解决峰值电流和功率要求而过早失效，PCB的性能不会受到太大影响。 全面、优秀的设计为PCB的全面、成功生产做好了准备，并使样机PCB能够验证其可制造性和可测试性。 可靠性第一的态度将以合理的价格提供您想要的性能。

秘诀1——元件选型细节

如前所述，功能性能并不是组件选择的驱动因素。 我们可以将此归因于可用组件的复杂性不断增加。 决定这些设备使用寿命的外部因素较多，而且都与可靠性相关，这就是为什么提前进行可靠性设计如此重要。 那么，这些外部因素是什么呢？

这些都会影响零件的寿命。 如果运行环境不符合严格标准，可能会导致过早失效。 导致这些问题的因素有很多。 我们将在这里提到一些效果，但列表要长得多。 在某些情况下，问题归结为你不知道自己不知道什么。 电路板组装和电路板加工制造商讲解并分享实现优秀电路板设计的秘诀。

我们以 MSL 为例。 作为指导而存在的标准并不完整。 J-STD-020D仅适用于集成电路的表面贴装技术（SMT）封装。 它不包括无源元件或波峰焊。 如果组件制造商没有向您提供组件的 MSL，您可以确定其特性。 这就是物理失效过程（PoF）。 大多数标准组件的最大 MSL 为 3。

超过MSL限制时可能发生的损坏被称为爆米花，因为你会因介电材料吸收水分而导致PCB开裂和分层。 损坏的声音就像爆米花爆开一样。 通常，当 PCB 未正确包装和存储时，就会发生这种情况。

秘诀2 – 取代 PoF 的经验法则

在所有这些情况下，必须评估风险。 如果失败的风险太高，则 PoF 计算应忽略经验法则。

秘诀3——可靠性设计

最佳实践是预先设计可靠性，而不是将所有精力投入到性能设计上。 您的性能目标将在这个过程中实现，因为您想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。 您的客户将会加倍高兴。 为什么？ 首先，您将降低生产成本。 如果你从理论上思考，你就会打败失败的物理理论。

秘诀4：设计阶段制作团队之间的沟通

这个秘密是一个常识性问题，但你会惊讶地发现它经常被混淆，从而导致代价高昂的错误。 从设计的角度来说，团队中的两种角色一定要处理好。 电气工程师的主要职责是设计要放置在 PCB 上的电路的元件结构。 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其高质量。 第二个角色是机械工程师（当今的电气工程师通常担任该角色）。 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。 这样的焊接工作将会是一流的。

组织制作团队是将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有价值的机制。 可靠性并不是一门精确的科学，但 PoF 可以测量 PCB 生产中涉及的物理可靠性。 PoF在某种程度上是一个包括化学和物理在内的通用术语，用于理解电子元件（包括半导体器件）的失效机理。 PoF的科学成就是估算电路元件在实际工作条件下的使用寿命。 这也说明了了解电路元件可靠性的重要性。

本文仅概述需要考虑的所有可靠性问题。 避免本文开头讨论的设计错误，避免在设计时考虑可靠性。 表演将随之而来。 最大限度地了解 PCB 设计注意事项，并抓住一切机会进行设计实践，以实现卓越。