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“PCB可靠性”拍了拍你:优秀的Layout工程师都重视我!

菜鸟
2020-07-13 10:54:18    评分

作为一名优秀的PCB设计工程师,你了解PCB可靠性吗?你设计的PCB可靠性过关吗?要知道,高可靠性PCB可以发挥稳健的载体作用,实现PCBA的长期、稳定运作,从而保证终端产品的安全性、稳定性和使用寿命。

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关于PCB可靠性

可靠性,英文为Reliability,指的是“可信赖的”、“可信任的”,是指产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。对于终端产品而言,可靠度越高,使用保障就越高。

PCB可靠性是指“裸板”能够满足后续PCBA装配的生产条件,并在特定的工作环境和操作条件下,在一定的时期内,可以保持正常运行功能的能力。

影响PCB可靠性的因素很多,在满足使用的前提下,主要应考虑下列要求:

a)尽量使用通用的材料和流行的加工工艺;

b)设计应力求简单、结构对称、布设均匀;

c)印制板的层数应尽量少,连接盘的直径及孔径、导线宽度及间距应尽可能大;

d)板厚孔径比应尽可能小,一般应不大于五比一。

PCB可靠性的重要性

作为各种电子元器件的载体和电路信号传输的枢纽,PCB决定了电子封装的质量和可靠性。随着电子产品越发小型化、轻量化、多功能化,以及无铅、无卤等环保要求的持续推动,PCB行业正呈现出“线细、孔小、层多、板薄、高频、高速”的发展趋势,对可靠性的要求会越来越高。

高可靠性PCB可以发挥稳健的载体作用,实现PCBA的长期、稳定运作,从而保证终端产品的安全性、稳定性和使用寿命,企业进而得以增强竞争力、提升信誉、扩大市场份额、提高经济效益。

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PCB的可靠性设计

实践证明,即使电路原理图设计正确,PCB设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计PCB的时候,应注意采用正确的方法。

1、地线设计

在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点:

1)正确选择单点接地与多点接地;

2)将数字电路与模拟电路分开;

3)尽量加粗接地线;

4)将接地线构成闭环路。

2、电磁兼容性设计

电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。在进行电磁兼容性设计时应注意:

1)选择合理的导线宽度;

2)采用正确的布线策略;

3)抑制反射干扰。

3、去耦电容配置

在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。例如,在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是PCB可靠性设计的一种常规做法。

4、热设计

电子设备在工作期间所消耗的电能,比如射频功放,FPGA芯片,电源类产品,除了有用功外,大部分转化成热量散发。电子设备产生的热量,使内部温度迅速上升,如果不及时将该热量散发,设备会继续升温,器件就会因过热失效,电子设备的可靠性将下降。PCB的热设计应该注意以下几点:

1)发热元器件放在易散热的地方,避免集中放置;

2)在布置元器件时,元器件与元器件之间,元器件与结构件之间应保持一定的距离,以利用空气流动,增强对流换热;

3)在布置元器件时,应将不耐热的元件(如电解电容器等)放在靠近进风口的位置,而将本身发热而又耐热的元件(如:电阻/变压器)放在靠近出风口的位置。

以上所述只是PCB可靠性设计的一些通用原则,PCB可靠性与具体电路有着密切的关系,在设计中不还需根据具体电路进行相应处理,才能最大程度地保证PCB的可靠性。

(图文内容由快点PCB整理自网络)



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