电子产品可靠性标准:要求、工艺和设计

2022年5月17日

有烧焦痕迹的PCB

在设计时考虑到电子产品的可靠性标准可以防止类似烧毁PCB的问题

可靠性问题几乎会影响到任何机构或结构，包括包含PCB的电子系统。根据系统的不同，电路板的故障可能会导致时间、金钱甚至生命的损失。幸运的是，您可以通过良好的计划、设计、制造工艺和有效的方法来降低这些失败的概率压力测试．让我们看看如何创建一个设计，将促进pcb的发展，以满足电子产品的可靠性标准。

为什么电子产品的可靠性标准很重要?

PCB设计既是一个客观过程，也是一个主观过程。虽然有一些基本的规则规定产品应该如何设计，但硬件工程师要决定什么是最佳实践。这导致不同的解释，可能导致不同和不一致的产品质量。例如，工程师在设计PCB时可能会考虑这些问题:

留下主观的解释，PCB设计人员不能确保输出始终可靠。您可能生产了一个电功能的PCB，但面临着潜在的组装问题，如组件不对中，或一个为制造而优化，但失败EMC遵从性测试。

设计PCB机械可靠性的第一步是确定我们的目标，如下所示:

电子可靠性可以定义为电路板在其预期寿命内不会发生结构、操作或电气故障的确定性或概率。

对于PCB设计人员来说，遵循特定的电子产品可靠性标准是非常重要的。的IPC标准为开发可靠的电子产品提供良好的参考。在设计PCB时，这些标准没有任何假设或猜测的余地。

PCB开发标准

PCB设计，制造和测试的IPC标准

IPC它的前身是印刷电路研究所，与成千上万的电子公司有联系。该协会负责制定和发布制造商必须满足的标准。今天，电子工程师和PCB制造商都使用IPC标准来确保PCB设计链的一致性、质量和可靠性。

虽然IPC标准包括PCB制造的设计、材料、检查、性能和其他方面，但也有一些标准与PCB设计师的工作有关。以下只是制造商必须遵守的一些设计标准的一些例子:

Ipc - 2221 -这是一个通用的IPC标准，几乎指导PCB设计的每个领域。您将在IPC-2221中找到通过尺寸、散热土地模式、输电线路几何形状、组件放置等具体指南。
Ipc - 2222 -本标准可作为截面刚性PCB设计的指导原则。它提供了结构元件的指导方针，如孔长径比，介电间隙和板厚度。
Ipc - 2223 -本标准为挠性PCB设计提供指南，包括结构考虑，如弯曲半径，屏蔽模式，材料选择和阻抗控制。

既然我们已经确定了PCB的可靠性是什么，我们需要对其进行量化。这意味着必须建立特定的标准，我们可以在设计和制造过程中使用。

要做到这一点，我们必须能够回答以下问题:

董事会运作的监管要求是什么?
您的电路板的最低可靠性要求是满足所有适用的监管标准。因此，您应该了解IPC分类如何影响设计的制造。
板子会振动吗?
假设您的董事会将安装作为汽车，工业，或航空航天系统的一部分。在这种情况下，它可能会受到振动，这可能会对PCB的机械结构产生直接的不利影响。在这种情况下,冲击测试对保证PCB的机械可靠性至关重要。
板子是连续运动还是间歇运动?
一个单一的运动可能不会立即被感觉到;然而，连续或间断的运动可能导致结构破坏或失效。
单板安装的环境温度范围是什么?
对PCB完整性的另一个重大威胁是温度变化或过热或过冷。
正常工作时的电压和电流范围是什么?
过高的电压和电流会导致电弧和短路，如果足够严重，会损坏PCB和组件。
PCB的操作生命周期是什么?
没有哪个董事会被认为是永远存在的;然而，它应该被设计成在其额定环境中可靠地运行。