解釋使用可靠性設計（DfR）原則來優化PCB

在電子產品中，可靠性同樣重要，因為它可以保證產品安全、可靠、適銷對路，制造企業也不會因退貨失敗而不知所措。 當您在 PCB 上工作時，可靠性設計 (DfR) 是一個概念，可以通過在實際問題發生之前解決故障點來幫助提高可靠性。

什么是可靠性設計 (DfR)？

DfR 是一種在設計階段優化產品的系統方法，可確保在制造階段之前識別并解決可能的故障點。 盡管 DfR 是一個相對較新的概念，但隨著越來越多的公司優先生產設計生命周期較短的產品，DfR 的意義變得越來越重要。 為產品填充更多功能會增加失敗的風險，而公眾對質量的期望比以往任何時候都高。 通過實施DfR，產品可以可靠地貫穿其生命周期。PCB加工和PCB組裝廠解釋了使用可靠性設計（DfR）原則來優化PCB并在實際問題發生之前解決故障點。

為什么可靠性設計很重要？

DfR 降低了 PCB 發生故障的可能性，尤其是在惡劣環境中。

如果您曾經學習過如何在現場使用設計的一部分，您就會意識到以下事實：通過實驗室測試并不能保證設計在部署時的功能。 有許多外部變量可能會暴露在實驗室測試中可能遺漏的設計錯誤中。

這些是設計錯誤在測試過程中從裂縫中溜走的兩種方式的例子：

在某些機器上安裝PCB時，PCB會一直受到高溫的影響，并可能導致電子設備在其溫度極限附近工作。 如果某些組件不能在較高溫度下可靠運行，則會損壞整個系統。

溫度的頻繁變化可能會使 PCB 受到熱機械效應的影響。 如果連續暴露在高溫和低溫循環中，一些焊點可能會破裂。 PCB的散熱能力也會加劇這個問題。 熱管理或缺乏熱管理都會影響使用壽命和PCB正常運行的能力。

為避免此類問題，您需要使用 DfR 原則，因為它有助于防止 PCB 性能和可靠性問題，尤其是作為電磁干擾 (EMI) 源時。 雖然元件可能在實驗室環境中發揮其應有的作用，但不能保證它們在嘈雜的電氣環境中也能發揮這樣的作用。 信號損壞是EMI敏感的標志，一旦進入現場就很難緩解。

讓我們討論如何應用可靠性設計 (DfR) 概念來防止此類問題。

如何在PCB設計中實現可靠性概念設計

選擇正確的組件是 DfR 的重要方法

影響PCB可靠性的因素有很多。 有些，例如制造和 PCBA 流程，超出了設計人員的控制范圍。 但是，您仍然可以盡力確保設計的可靠性，不需要不斷地進行故障排除。

可靠的 PCB 設計注意事項

1.元器件選擇

無論是選擇單片機還是普通電容，確保data sheet上的內容符合設計要求是非常重要的。 您需要考慮組件的最極端情況，因為這通常是發生故障的地方。

例如，以最大速度運行的微控制器比以最小容量運行的微控制器消耗更多的功率并產生更多的熱量。 這些都是設計中要解決的問題。 如果您想設計在極端環境下運行的 PCB，您可能希望放棄商業級組件并選擇其工業級或軍用級版本。

2. 電磁干擾緩解

混合信號、RF、模擬和高速信號——如果您的設計與這些術語相關，則應注意 EMI 輻射和敏感性。 事實證明，將高速路由與模擬信號隔離可以防止噪聲從一條路由耦合到另一條路由。

確保低阻抗高速信號的返回路徑不進入其他元件的地線也很重要。 規劃組件的放置，并將模擬、數字和電源模塊的接地層分開。 這樣做時，避免在 PCB 中形成接地環路，因為它們會發出噪聲。

3.熱管理

當您使用微控制器和功率 MOSFET 進行設計時，PCB 不可避免地會產生大量熱量。 重要的是要知道分配了多少熱量以防止組件快速退化。

使用冷卻孔是一種潛在的散熱方法。 散熱孔應布置在發熱元件周圍； 結合散熱器和冷卻風扇，它們將使工程師能夠避免組件上出現熱點。 確保承載大電流的布線以足夠的寬度布線也很重要。

借助先進的 PCB 設計軟件，可以更輕松地優化 PCB 以實現可靠性 (DfR) 設計。 PCB加工廠講解了如何利用可靠性設計（DfR）原則優化PCB，在實際問題發生前解決故障點。