PCB失效的三个原因

作为工程师，工作的一部分是期待意外。我们最近安装了我的团队在客户工厂生产的定制生产设备。我们考虑了系统可能发生故障的所有方式，并且一旦发生故障，我们已经准备好对其进行修复。避免故障在PCB设计中更为重要。更换在现场损坏的电路板可能会很昂贵，而且客户的愤怒通常会更加昂贵。这就是在设计过程中牢记PCB失效的三个主要原因的重要原因：制造缺陷，环境因素和设计不足。尽管其中一些因素可能无法控制，但在设计阶段可以缓解许多因素。这就是为什么在设计过程中计划最坏的情况可以帮助您的板发挥最佳性能的原因。

PCB故障的原因1：制造缺陷

PCB失效的最常见原因之一是 制造缺陷。这些缺陷可能是很难发现一旦发现，就更难修复。尽管其中一些可以进行设计，但另一些则必须由合同制造商（CM）修复。

 

这不是一个详尽的清单，但是它使设计人员对在制造缺陷时可以预期的事情有了一个很好的了解。如您所见，列出的问题可以在设计期间解决，和/或与CM紧密合作以预期可能导致操作失败的问题。

PCB故障的原因2：环境因素

PCB故障的另一个常见原因是操作环境。因此，根据要在其中运行的环境设计电路板和机箱非常重要。

l 热量：电路板会产生热量，并且在操作过程中经常会暴露在热量下。考虑PCB是否将在其外壳周围流动，暴露在阳光和室外温度下，或吸收附近其他来源的热量。温度的变化也会使焊点，基板材料甚至外壳破裂。如果您的电路要经受高温，您可能需要看看通孔 通常比SMT传导更多热量的组件。

l 灰尘：灰尘是电子产品的祸根。确保您的机箱具有正确的防护等级（IP）和/或选择能够处理操作区域中预期的灰尘等级和/或使用保形涂层的组件。

l 水分：湿度对电子设备构成了很大的威胁。如果PCB在温度急剧变化的非常潮湿的环境中运行，则水分会从空气中凝结到电路上。因此，重要的是要确保防潮方法 在整个电路板构建过程中以及安装之前都已包含在内。

l 物理震动：坚固的电子广告有一个原因，表明人们将它们扔到岩石或水泥地板上。在操作过程中，许多设备会遭受物理冲击或振动。您的机箱，电路板和组件必须根据机械性能 来说明这一点。

PCB故障的原因3：非特定设计

操作过程中PCB失效的最后一个因素是最重要的：设计。如果董事会设计的目的不是专门满足其绩效目标；包含可靠性和长寿它根本不会走得太远。如果您希望电路板使用很长时间，请确保选择组件和材料，对电路板进行布局，并根据设计的特定要求验证设计。

l 组件选择：随着时间的流逝，组件会发生故障或停产；但是，在板的预期寿命到期之前发生这种故障是不可接受的。因此，您的选择应满足其环境的性能要求，并具有足够的组件生命周期 在电路板预期生产的整个生命周期中。

l 材料选择：正如组件的性能会随着时间的流逝而失效一样，材料的性能也会下降。暴露于热，热循环，紫外线和机械应力下，都可能导致电路板退化并过早失效。因此，您需要选择最佳印刷电路板材料适合您的板子类型。这意味着要考虑材料特性并利用适用于您设计的最惰性材料。

l PCB布局：定义不充分的PCB布局也可能是操作过程中电路板故障的根本原因。例如，没有纳入高压板的独特挑战；如高压电弧跟踪率，可能会导致电路板和系统损坏甚至人员受伤。

l 设计验证：这可能是生产可靠电路的最重要步骤。经过DFM检查与您的特定CM。一些CM可以容纳公差更严格并使用特殊材料工作，其他人则不能。在开始制造之前，确保CM可以按照您希望的方式制造您的电路板，将确保质量更高的PCBA不会失败。

想象一下PCB可能发生的最坏情况并不是一件有趣的事情。好的一件事是晚上睡得很香，知道您已经设计了一个可靠的板，当该板部署到客户手中时，它不会失败。记住PCB失效的三个主要原因，您将可以顺利地获得一致而可靠的电路板。确保从一开始就针对制造缺陷，环境因素进行规划，并针对特定案例着重设计决策。