“PCB可靠性”拍了拍你：優(yōu)秀的Layout工程師都重視我！

板兒妹0517

作為一名優(yōu)秀的PCB設(shè)計工程師，你了解PCB可靠性嗎？你設(shè)計的PCB可靠性過關(guān)嗎？要知道，高可靠性PCB可以發(fā)揮穩(wěn)健的載體作用，實現(xiàn)PCBA的長期、穩(wěn)定運作，從而保證終端產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命。

關(guān)于PCB可靠性
可靠性，英文為Reliability，指的是“可信賴的”、“可信任的”，是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。對于終端產(chǎn)品而言，可靠度越高，使用保障就越高。
PCB可靠性是指“裸板”能夠滿足后續(xù)PCBA裝配的生產(chǎn)條件，并在特定的工作環(huán)境和操作條件下，在一定的時期內(nèi)，可以保持正常運行功能的能力。
影響PCB可靠性的因素很多，在滿足使用的前提下，主要應(yīng)考慮下列要求：
a）盡量使用通用的材料和流行的加工工藝；
b）設(shè)計應(yīng)力求簡單、結(jié)構(gòu)對稱、布設(shè)均勻；
c）印制板的層數(shù)應(yīng)盡量少，連接盤的直徑及孔徑、導(dǎo)線寬度及間距應(yīng)盡可能大；
d）板厚孔徑比應(yīng)盡可能小，一般應(yīng)不大于五比一。
PCB可靠性的重要性
作為各種電子元器件的載體和電路信號傳輸?shù)臉屑~，PCB決定了電子封裝的質(zhì)量和可靠性。隨著電子產(chǎn)品越發(fā)小型化、輕量化、多功能化，以及無鉛、無鹵等環(huán)保要求的持續(xù)推動，PCB行業(yè)正呈現(xiàn)出“線細(xì)、孔小、層多、板薄、高頻、高速”的發(fā)展趨勢，對可靠性的要求會越來越高。
高可靠性PCB可以發(fā)揮穩(wěn)健的載體作用，實現(xiàn)PCBA的長期、穩(wěn)定運作，從而保證終端產(chǎn)品的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命，企業(yè)進(jìn)而得以增強競爭力、提升信譽、擴大市場份額、提高經(jīng)濟效益。

PCB的可靠性設(shè)計
實踐證明，即使電路原理圖設(shè)計正確，PCB設(shè)計不當(dāng)，也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設(shè)計PCB的時候，應(yīng)注意采用正確的方法。
1、地線設(shè)計
在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點：
1）正確選擇單點接地與多點接地；
2）將數(shù)字電路與模擬電路分開；
3）盡量加粗接地線；
4）將接地線構(gòu)成閉環(huán)路。
2、電磁兼容性設(shè)計
電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。電磁兼容性設(shè)計的目的是使電子設(shè)備既能抑制各種外來的干擾，使電子設(shè)備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時又能減少電子設(shè)備本身對其它電子設(shè)備的電磁干擾。在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計時應(yīng)注意：
1）選擇合理的導(dǎo)線寬度；
2）采用正確的布線策略；
3）抑制反射干擾。
3、去耦電容配置
在直流電源回路中，負(fù)載的變化會引起電源噪聲。例如，在數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲，是PCB可靠性設(shè)計的一種常規(guī)做法。
4、熱設(shè)計
電子設(shè)備在工作期間所消耗的電能，比如射頻功放，FPGA芯片，電源類產(chǎn)品，除了有用功外，大部分轉(zhuǎn)化成熱量散發(fā)。電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量，使內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發(fā)，設(shè)備會繼續(xù)升溫，器件就會因過熱失效，電子設(shè)備的可靠性將下降。PCB的熱設(shè)計應(yīng)該注意以下幾點：
1）發(fā)熱元器件放在易散熱的地方，避免集中放置；
2）在布置元器件時，元器件與元器件之間，元器件與結(jié)構(gòu)件之間應(yīng)保持一定的距離，以利用空氣流動，增強對流換熱；
3）在布置元器件時，應(yīng)將不耐熱的元件（如電解電容器等）放在靠近進(jìn)風(fēng)口的位置，而將本身發(fā)熱而又耐熱的元件（如：電阻/變壓器）放在靠近出風(fēng)口的位置。
以上所述只是PCB可靠性設(shè)計的一些通用原則，PCB可靠性與具體電路有著密切的關(guān)系，在設(shè)計中不還需根據(jù)具體電路進(jìn)行相應(yīng)處理，才能最大程度地保證PCB的可靠性。
（圖文內(nèi)容由快點PCB整理自網(wǎng)絡(luò)）

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