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

考虑到电子产品的可靠性标准，可以防止这种烧毁PCB的问题

可靠性问题几乎可以打击任何机制或结构，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、制造过程和有效的方法来降低这些故障的概率压力测试．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。

电子产品可靠性标准为何重要?

PCB设计是一个客观和主观的过程。虽然有一些基本规则规定了产品应该如何设计，但硬件工程师可以决定什么是最佳实践。这导致不同的解释，可能导致不同的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:

由于主观的解释，PCB设计人员无法确保输出始终可靠。您可能会生产出具有电气功能的PCB，但面临潜在的组装问题，例如组件不对中，或为制造而优化但未能实现电磁兼容测试。

设计PCB机械可靠性良好计划的第一步是确定我们的目标，具体如下:

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的程度。

对于PCB设计人员来说，遵循电子产品的特定可靠性标准是很重要的。的IPC标准为开发可靠的电子产品提供了极好的参考。这些标准在设计PCB时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协会，与数千家电子公司有联系。该协会负责制定和发布制造商必须满足的标准。如今，电子工程师和PCB制造商都使用IPC标准来确保整个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、检验、性能和其他方面，但有一些标准与PCB设计师的工作有关。以下是一些制造商必须遵守的设计标准:

Ipc - 2221 -这是一个通用的IPC标准，几乎为PCB设计的每个领域提供指导。在IPC-2221中，您可以找到关于通孔尺寸、散热区域模式、传输线几何形状、组件放置等的具体指导方针。
Ipc - 2222 -该标准作为截面刚性PCB设计的指导方针。它提供了结构元素的指导方针，如孔长比，介电间隙和板厚度。
Ipc - 2223 -该标准为柔性PCB设计提供了指导方针，包括结构考虑，如弯曲半径，屏蔽模式，材料选择和阻抗控制。

既然我们已经限定了PCB的可靠性，我们需要量化它。这意味着必须建立具体的标准，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:

你们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，你们应该意识到你们的IPC分类如何影响你们设计的制造。
板子会振动吗?
假设您的电路板将被安装为汽车、工业或航空航天系统的一部分。在这种情况下，它很可能受到振动，这可能对PCB的机械结构产生直接的不利影响。在这种情况下，冲击测试对于确保PCB的机械可靠性至关重要。
板子是连续运动还是间歇性运动?
一个单一的运动可能不会立即被感觉到;然而，连续或间歇性的运动可能导致结构崩溃或失效。
单板安装环境的温度范围是多少?
对PCB完整性的另一个重大威胁是温度变化或过热或过冷。
正常工作时电压和电流的范围是什么?
过高的电压和电流会导致电弧和短路，如果严重到一定程度，会损坏PCB和组件。
PCB的操作生命周期是什么?
没有哪个董事会有望永远存在下去;然而，它应该被设计成在其额定环境中可靠地运行。