Come ingegneri, abbiamo pensato a tutti i modi in cui il sistema può guastarsi e, una volta che si guasta, siamo pronti a ripararlo. Evitare i guasti è più importante nella progettazione del PCB. Sostituire una scheda danneggiata sul campo può essere costosa, e l'insoddisfazione del cliente è solitamente più costosa. Questo è un motivo importante per tenere presenti le tre ragioni principali del danneggiamento del PCB nel processo di progettazione: difetti di fabbricazione, fattori ambientali e progettazione insufficiente. Sebbene alcuni di questi fattori possano essere fuori controllo, molti fattori possono essere mitigati durante la fase di progettazione. Questo è il motivo per cui pianificare una brutta situazione durante il processo di progettazione può aiutare la tua scheda a raggiungere un certo livello di prestazioni.
01 Difetto di fabbricazione
Uno dei motivi più comuni per cui la scheda di progettazione PCB viene danneggiata è dovuto a difetti di fabbricazione. Questi difetti possono essere difficili da individuare e ancora più difficili da riparare una volta scoperti. Sebbene alcuni di essi possano essere progettati, altri devono essere riparati da un produttore a contratto (CM).
02 fattore ambientale
Un'altra causa comune di fallimento nella progettazione del PCB è l'ambiente operativo. Pertanto, è molto importante progettare il circuito e il case in base all'ambiente in cui funzionerà.
Calore: i circuiti stampati generano calore e sono spesso esposti al calore durante il funzionamento. Considera se il progetto del PCB circolerà attorno al suo involucro, sarà esposto alla luce solare e alle temperature esterne o assorbirà calore da altre fonti vicine. I cambiamenti di temperatura possono anche rompere i giunti di saldatura, il materiale di base e persino l'alloggiamento. Se il tuo circuito è soggetto a temperature elevate, potrebbe essere necessario studiare i componenti a foro passante, che solitamente conducono più calore rispetto agli SMT.
Polvere: la polvere è la rovina dei prodotti elettronici. Assicurati che il tuo case abbia la classificazione IP corretta e/o seleziona componenti in grado di gestire i livelli di polvere previsti nell'area operativa e/o utilizzare rivestimenti conformi.
Umidità: l'umidità rappresenta una grande minaccia per le apparecchiature elettroniche. Se il progetto PCB viene utilizzato in un ambiente molto umido dove la temperatura cambia rapidamente, l'umidità si condenserà dall'aria sul circuito. Pertanto, è importante garantire che i metodi di protezione dall'umidità siano incorporati in tutta la struttura del circuito e prima dell'installazione.
Vibrazioni fisiche: c'è una ragione per cui le robuste pubblicità elettroniche vengono lanciate su pavimenti di roccia o cemento. Durante il funzionamento, molti dispositivi sono soggetti a urti o vibrazioni. Per risolvere questo problema è necessario scegliere armadi, schede elettroniche e componenti in base alle prestazioni meccaniche.
03 Design non specifico
L'ultimo fattore che può danneggiare la scheda di progettazione PCB durante il funzionamento è il più importante: la progettazione. Se lo scopo dell'ingegnere non è specificamente quello di raggiungere i propri obiettivi prestazionali; compresa l'affidabilità e la longevità, questo è semplicemente fuori portata. Se vuoi che il tuo circuito stampato duri a lungo, assicurati di selezionare componenti e materiali, disporre il circuito stampato e verificare il progetto in base ai requisiti specifici del progetto.
Selezione dei componenti: nel tempo, i componenti si guastano o interromperanno la produzione; è tuttavia inaccettabile che tale inadempimento avvenga prima della scadenza della vita prevista del consiglio. Pertanto, la scelta dovrebbe soddisfare i requisiti prestazionali dell'ambiente e avere un ciclo di vita dei componenti sufficiente durante il ciclo di vita di produzione previsto del circuito.
Selezione dei materiali: proprio come le prestazioni dei componenti diminuiscono nel tempo, anche le prestazioni dei materiali diminuiranno. L'esposizione al calore, ai cicli termici, alla luce ultravioletta e allo stress meccanico possono causare il degrado della scheda circuitale e guasti prematuri. Pertanto, è necessario selezionare i materiali del circuito con buoni effetti di stampa in base al tipo di circuito. Ciò significa considerare le proprietà dei materiali e utilizzare i materiali più inerti adatti al proprio progetto.
Layout di progettazione del PCB: un layout di progettazione del PCB poco chiaro può anche essere la causa principale del guasto del circuito durante il funzionamento. Ad esempio, le sfide uniche legate all’esclusione delle schede ad alta tensione; come la velocità di tracciamento dell'arco ad alta tensione, potrebbero causare danni alla scheda circuitale e al sistema e persino lesioni al personale.
Verifica del progetto: questo potrebbe essere il passo più importante nella produzione di un circuito affidabile. Esegui controlli DFM con il tuo CM specifico. Alcuni CM possono mantenere tolleranze più strette e lavorare con materiali speciali, mentre altri no. Prima di iniziare la produzione, assicurati che CM possa produrre il tuo circuito stampato nel modo desiderato, il che garantirà che il progetto PCB A di qualità superiore non fallisca.
Non è interessante immaginare lo scenario peggiore possibile per la progettazione PCB. Sapendo di aver progettato una scheda affidabile, non fallirà quando la scheda verrà distribuita al cliente. Ricorda i tre motivi principali del danneggiamento della progettazione del PCB in modo da poter ottenere senza problemi un circuito coerente e affidabile. Assicurati di pianificare fin dall'inizio i difetti di produzione e i fattori ambientali e concentrati sulle decisioni di progettazione per casi specifici.