分享并講解優秀PCB設計的秘訣

為了實現出色的設計，需要采用嚴格的方法，將 PCB 的可靠性置于設計過程的首位。 如果電路板因低級元件或無法解決峰值電流和功率要求而過早失效，PCB的性能不會受到太大影響。 全面、優秀的設計為PCB的全面、成功生產做好了準備，并使樣機PCB能夠驗證其可制造性和可測試性。 可靠性第一的態度將以合理的價格提供您想要的性能。

秘訣1——元件選型細節

如前所述，功能性能并不是組件選擇的驅動因素。 我們可以將此歸因于可用組件的復雜性不斷增加。 決定這些設備使用壽命的外部因素較多，而且都與可靠性相關，這就是為什么提前進行可靠性設計如此重要。 那么，這些外部因素是什么呢？

這些都會影響零件的壽命。 如果運行環境不符合嚴格標準，可能會導致過早失效。 導致這些問題的因素有很多。 我們將在這里提到一些效果，但列表要長得多。 在某些情況下，問題歸結為你不知道自己不知道什么。 電路板組裝和電路板加工制造商講解并分享實現優秀電路板設計的秘訣。

我們以 MSL 為例。 作為指導而存在的標準并不完整。 J-STD-020D僅適用于集成電路的表面貼裝技術（SMT）封裝。 它不包括無源元件或波峰焊。 如果組件制造商沒有向您提供組件的 MSL，您可以確定其特性。 這就是物理失效過程（PoF）。 大多數標準組件的最大 MSL 為 3。

超過MSL限制時可能發生的損壞被稱為爆米花，因為你會因介電材料吸收水分而導致PCB開裂和分層。 損壞的聲音就像爆米花爆開一樣。 通常，當 PCB 未正確包裝和存儲時，就會發生這種情況。

秘訣2 – 取代 PoF 的經驗法則

在所有這些情況下，必須評估風險。 如果失敗的風險太高，則 PoF 計算應忽略經驗法則。

秘訣3——可靠性設計

最佳實踐是預先設計可靠性，而不是將所有精力投入到性能設計上。 您的性能目標將在這個過程中實現，因為您想要選擇的高可靠性組件將在更長的時間內提供您想要的性能。 您的客戶將會加倍高興。 為什么？ 首先，您將降低生產成本。 如果你從理論上思考，你就會打敗失敗的物理理論。

秘訣4：設計階段制作團隊之間的溝通

這個秘密是一個常識性問題，但你會驚訝地發現它經常被混淆，從而導致代價高昂的錯誤。 從設計的角度來說，團隊中的兩種角色一定要處理好。 電氣工程師的主要職責是設計要放置在 PCB 上的電路的元件結構。 他/她的工作是正確獲取物料清單 (BOM) 并準備批準的供應商清單 (AVL)。 可靠性和性能取決于其高質量。 第二個角色是機械工程師（當今的電氣工程師通常擔任該角色）。 他將確定PCB的布局，包括所有導電路徑（布線）、過孔（電路板上的孔）以及電路板的準備工作。 這樣的焊接工作將會是一流的。

組織制作團隊是將PoF納入討論的好時機，因為它說明了秘密1的重要性以及使秘密2有價值的機制。 可靠性并不是一門精確的科學，但 PoF 可以測量 PCB 生產中涉及的物理可靠性。 PoF在某種程度上是一個包括化學和物理在內的通用術語，用于理解電子元件（包括半導體器件）的失效機理。 PoF的科學成就是估算電路元件在實際工作條件下的使用壽命。 這也說明了了解電路元件可靠性的重要性。

本文僅概述需要考慮的所有可靠性問題。 避免本文開頭討論的設計錯誤，避免在設計時考慮可靠性。 表演將隨之而來。 最大限度地了解 PCB 設計注意事項，并抓住一切機會進行設計實踐，以實現卓越。