PCB设计中的电子元件脆弱性评估

2019年12月4日,

一块亮绿色的岩石，它是氪石吗?我们会受到它的伤害吗?

我们都有自己的弱点。对于漫画英雄超人来说，这是一种名为“氪石”的虚构物质，它会耗尽他的力量。对我来说是Milk Duds，我家里的每个人都知道我可以用一盒来贿赂。还有一些更严重的例子，比如农作物容易受到寒冷天气的影响，甚至你的家也容易受到水的破坏。

电子元件也有其弱点。如果您没有意识到这些，您可能会为您的设计选择错误的组件。这些组件可能会过早地发生故障，或者提供断断续续的结果，这可能会导致调试和纠正过程中花费大量时间和代价。重要的是预先做出正确的选择，这样你就可以避免任何由于电子元件的脆弱性而引起的问题。这里有一些关于如何做到这一点的想法。

电子元件脆弱性注意事项

首先让我们来看看电子元件的一些漏洞:

温度:不同的组件对其组件有不同的温度限制，两个不同的制造商可能有同一部件的不同温度限制．因此，您可能必须在组件供应商之间进行选择，以选择在您所设计的操作环境中不会受到攻击的部件。
静电放电(ESD):有些组件非常敏感，它们可能是被委托人．虽然您可以通过部件的选择在一定程度上控制这一点，但真正的关键是确保您的部件得到适当的处理，以防止它们被污染。
湿度敏感性等级(MSL):由于处理方式的关系，部件的另一个弱点是容易受潮。如果在储存或装配过程中处理不当，吸收的水分会随着装配过程中的热量膨胀，导致零件损坏。

这些问题可以通过选择最适合您的设计将在其中运行的环境的部件来解决，并确保在组装过程中观察到适当的处理。但这些并不是组件可能遭受的唯一漏洞，以下列表也可能对组件造成同样的损害:

错误的组件:有时会有一个不同的组件被贴上标签，或者PCB组装员没有处理好该部件，导致它被错误地加载到组装过程中。为了防止这些问题，最好与高质量的PCB制造商合作，使用精确的QA和组装过程。
假冒的组件:有时由于常规组件不再可用，使用了来自可疑来源的不兼容组件。为了保护自己免受这一漏洞，请确保与制造商合作，与信誉良好的组件供应商和供应商有坚实的行业联系，以便您获得您所期望的高质量组件。
错误的PCB组件封装:你的板可能是用最好的组件建造的，但如果PCB的土地模式和脚印是不正确的，你仍然会有问题。组件可能不能正确地焊接到板上，使它们容易被损坏的焊点随着时间的推移。为了避免这种情况，请确保在设计中使用的PCB库部件与它们将承载的组件是正确的。

一堆电子元件的图片

在选择电子元件时要考虑很多因素

在您的板子上使用的组件应该按预期工作，当它们不能正常工作时，您的板子就会出现问题。您可能会看到难以发现和纠正的间歇性故障，也可能会看到需要修复甚至报废电路板的完全故障。以下是由于组件漏洞问题，您的电路板可能遇到的一些问题:

由不正确的部件引起的电路故障:这似乎是一件非常基本的事情，但使用错误的电路部件将会导致电路板如何工作的问题。在完成设计之前，使用电路模拟工具确认部件，以保护自己。如果你这样做了，你将节省大量的调试时间和原型构建的重复工作。
可制造性问题如果零件放在板上的位置不正确，你就会受伤最终会出现制造问题．这些通常会导致PCB组装延迟和额外的成本，它们还可能导致未检测到的焊接问题，从而导致意外的组件故障。通过遵循适当的可制造性设计(DFM)规则，您的电路板将干净地通过制造。
缩短制造生命周期：电路板通常有一个生命周期它们的设计目的是，随着时间的推移，这些板将被建造来服务一个产品。当组件由于生命结束(EOL)或过时(OBS)而不再可用时，电路板的未来构建将有问题，使产品的生命周期处于危险之中。为了避免这种情况，在初始设计中不要使用已知为EOL或OBS的部件。通过与可以帮助您选择组件的制造商合作，您将为产品的寿命做好充分准备。

OrCAD原理图截图