Jako inżynierowie pomyśleliśmy o wszystkich możliwych awariach systemu, a gdy już zawiedzie, jesteśmy gotowi go naprawić. W projektowaniu PCB ważniejsze jest unikanie usterek. Wymiana uszkodzonej w terenie płytki drukowanej może być kosztowna, a niezadowolenie klienta zwykle droższe. Jest to ważny powód, dla którego należy pamiętać o trzech głównych przyczynach uszkodzeń PCB w procesie projektowania: wadach produkcyjnych, czynnikach środowiskowych i niewystarczającym projekcie. Chociaż niektóre z tych czynników mogą wymknąć się spod kontroli, wiele z nich można złagodzić na etapie projektowania. Dlatego też zaplanowanie złej sytuacji na etapie projektowania może pomóc Twojej płycie w osiągnięciu określonej wydajności.

01 Wada fabryczna

Jedną z najczęstszych przyczyn uszkodzeń płytek projektowych PCB są wady produkcyjne. Wady te mogą być trudne do wykrycia, a po wykryciu jeszcze trudniejsze do naprawienia. Chociaż niektóre z nich można zaprojektować, inne muszą zostać naprawione przez producenta kontraktowego (CM).

02 czynnik środowiskowy

Inną częstą przyczyną błędów w projektowaniu PCB jest środowisko operacyjne. Dlatego bardzo ważne jest zaprojektowanie płytki drukowanej i obudowy zgodnie ze środowiskiem, w którym będzie działać.

Ciepło: Płytki drukowane wytwarzają ciepło i często są narażone na działanie ciepła podczas pracy. Należy rozważyć, czy projekt PCB będzie krążył wokół obudowy, będzie wystawiony na działanie światła słonecznego i temperatur zewnętrznych lub czy będzie pochłaniał ciepło z innych pobliskich źródeł. Zmiany temperatury mogą również powodować pękanie połączeń lutowanych, materiału podstawowego, a nawet obudowy. Jeśli obwód jest narażony na działanie wysokich temperatur, może być konieczne zbadanie elementów z otworami przelotowymi, które zwykle przewodzą więcej ciepła niż SMT.

Kurz: Kurz jest zmorą produktów elektronicznych. Upewnij się, że obudowa ma odpowiedni stopień ochrony IP i/lub wybierz komponenty, które poradzą sobie z oczekiwanym poziomem pyłu w obszarze roboczym i/lub użyj powłok ochronnych.

Wilgoć: Wilgoć stanowi ogromne zagrożenie dla sprzętu elektronicznego. Jeżeli płytka drukowana jest eksploatowana w bardzo wilgotnym środowisku, w którym temperatura zmienia się szybko, wilgoć będzie skroplić się z powietrza na obwód. Dlatego ważne jest, aby przed instalacją zastosować metody odporne na wilgoć w całej strukturze płytki drukowanej.

Wibracje fizyczne: Istnieje powód, dla którego ludzie rzucają solidne reklamy elektroniczne na kamienne lub betonowe podłogi. Podczas pracy wiele urządzeń jest narażonych na wstrząsy fizyczne lub wibracje. Aby rozwiązać ten problem, należy wybrać szafki, płytki drukowane i komponenty w oparciu o parametry mechaniczne.

03 Projekt niespecyficzny

Ostatni czynnik powodujący uszkodzenie płytki PCB podczas pracy jest najważniejszy: konstrukcja. Jeżeli celem inżyniera nie jest konkretnie osiągnięcie celów w zakresie wydajności; w tym niezawodność i trwałość, jest to po prostu poza zasięgiem. Jeśli chcesz, aby Twoja płytka drukowana służyła długo, pamiętaj o wybraniu komponentów i materiałów, rozplanowaniu płytki drukowanej i sprawdzeniu projektu pod kątem konkretnych wymagań projektu.

Wybór komponentów: Z biegiem czasu komponenty ulegną awarii lub zatrzymają produkcję; jednakże niedopuszczalne jest, aby awaria ta wystąpiła przed upływem przewidywanego okresu użytkowania płyty. Dlatego Twój wybór powinien spełniać wymagania wydajnościowe swojego środowiska i mieć wystarczający cykl życia komponentów podczas oczekiwanego cyklu życia płytki drukowanej.

Wybór materiału: Tak jak wydajność komponentów z czasem ulegnie pogorszeniu, tak samo będzie z wydajnością materiałów. Narażenie na ciepło, cykle termiczne, światło ultrafioletowe i naprężenia mechaniczne mogą spowodować degradację płytki drukowanej i przedwczesną awarię. Dlatego należy wybrać materiały na płytki drukowane zapewniające dobre efekty drukowania, w zależności od typu płytki drukowanej. Oznacza to rozważenie właściwości materiału i użycie najbardziej obojętnych materiałów, które są odpowiednie dla Twojego projektu.

Układ projektu PCB: Niejasny układ projektu PCB może być również główną przyczyną awarii płytki drukowanej podczas pracy. Na przykład wyjątkowe wyzwania związane z nieuwzględnieniem tablic wysokiego napięcia; takie jak szybkość śledzenia łuku wysokiego napięcia, może spowodować uszkodzenie płytki drukowanej i systemu, a nawet spowodować obrażenia personelu.

Weryfikacja projektu: może to być najważniejszy krok w tworzeniu niezawodnego obwodu. Wykonaj kontrole DFM z konkretnym CM. Niektórzy CM mogą zachować węższe tolerancje i pracować ze specjalnymi materiałami, podczas gdy inni nie. Zanim rozpoczniesz produkcję, upewnij się, że CM może wyprodukować płytkę drukowaną tak, jak chcesz, co zapewni, że wyższej jakości projekt PCB A nie zawiedzie.

Wyobrażanie sobie najgorszego możliwego scenariusza projektowania PCB nie jest interesujące. Wiedząc, że zaprojektowałeś niezawodną płytkę, nie zawiedzie ona, gdy zostanie ona wdrożona u klienta. Pamiętaj o trzech głównych przyczynach uszkodzeń konstrukcji PCB, aby móc bezproblemowo uzyskać spójną i niezawodną płytkę drukowaną. Pamiętaj, aby od początku zaplanować wady produkcyjne i czynniki środowiskowe i skupić się na decyzjach projektowych dla konkretnych przypadków.