ในฐานะวิศวกร เราได้คิดถึงทุกวิถีทางที่ระบบจะล้มเหลว และเมื่อมันล้มเหลว เราก็พร้อมที่จะซ่อมแซม การหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดมีความสำคัญมากกว่าในการออกแบบ PCB การเปลี่ยนแผงวงจรที่เสียหายในภาคสนามอาจมีราคาแพง และความไม่พอใจของลูกค้ามักจะมีราคาแพงกว่า นี่เป็นเหตุผลสำคัญที่ต้องคำนึงถึงสาเหตุหลักสามประการที่ทำให้ PCB เสียหายในกระบวนการออกแบบ ได้แก่ ข้อบกพร่องจากการผลิต ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และการออกแบบที่ไม่เพียงพอ แม้ว่าปัจจัยเหล่านี้บางส่วนอาจไม่สามารถควบคุมได้ แต่หลายปัจจัยสามารถบรรเทาลงได้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ นี่คือเหตุผลที่การวางแผนรับมือกับสถานการณ์ที่เลวร้ายระหว่างขั้นตอนการออกแบบสามารถช่วยให้บอร์ดของคุณมีประสิทธิภาพในระดับหนึ่งได้

01 ข้อบกพร่องจากการผลิต

สาเหตุทั่วไปประการหนึ่งที่ทำให้บอร์ดออกแบบ PCB เสียหายเนื่องมาจากข้อบกพร่องในการผลิต ข้อบกพร่องเหล่านี้อาจพบได้ยาก และยิ่งยากยิ่งขึ้นเมื่อพบการซ่อมแซม แม้ว่าบางส่วนสามารถออกแบบได้ แต่บางส่วนต้องได้รับการซ่อมแซมโดยผู้ผลิตตามสัญญา (CM)

02 ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

สาเหตุทั่วไปอีกประการหนึ่งของความล้มเหลวในการออกแบบ PCB คือสภาพแวดล้อมการทำงาน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญมากที่จะต้องออกแบบแผงวงจรและเคสตามสภาพแวดล้อมที่จะใช้งาน

ความร้อน: แผงวงจรจะสร้างความร้อนและมักสัมผัสกับความร้อนระหว่างการทำงาน พิจารณาว่าการออกแบบ PCB จะหมุนเวียนรอบๆ กล่องหุ้ม โดนแสงแดดและอุณหภูมิภายนอก หรือดูดซับความร้อนจากแหล่งอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียงหรือไม่ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอาจทำให้ข้อต่อบัดกรี วัสดุฐาน และแม้แต่ตัวเรือนแตกร้าวได้ หากวงจรของคุณอยู่ภายใต้อุณหภูมิสูง คุณอาจต้องศึกษาส่วนประกอบของรูทะลุ ซึ่งโดยปกติจะนำความร้อนได้มากกว่า SMT

ฝุ่น: ฝุ่นคือภัยร้ายของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเคสของคุณมีระดับ IP ที่ถูกต้อง และ/หรือเลือกส่วนประกอบที่สามารถรองรับระดับฝุ่นที่คาดหวังในพื้นที่ปฏิบัติงาน และ/หรือใช้การเคลือบตามมาตรฐาน

ความชื้น: ความชื้นเป็นภัยคุกคามอย่างมากต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หากการออกแบบ PCB ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงซึ่งอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ความชื้นจะควบแน่นจากอากาศเข้าสู่วงจร ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแน่ใจว่าได้รวมวิธีการป้องกันความชื้นไว้ทั่วทั้งโครงสร้างแผงวงจรและก่อนการติดตั้ง

แรงสั่นสะเทือนทางกายภาพ: มีเหตุผลที่ทำให้โฆษณาอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความทนทานถูกผู้คนโยนลงบนพื้นหินหรือคอนกรีต ในระหว่างการทำงาน อุปกรณ์จำนวนมากอาจได้รับแรงกระแทกหรือการสั่นสะเทือน คุณต้องเลือกตู้ แผงวงจร และส่วนประกอบตามประสิทธิภาพเชิงกลเพื่อแก้ไขปัญหานี้

03 การออกแบบที่ไม่เฉพาะเจาะจง

ปัจจัยสุดท้ายของความเสียหายของบอร์ดออกแบบ PCB ระหว่างการทำงานเป็นสิ่งสำคัญที่สุด: การออกแบบ หากวัตถุประสงค์ของวิศวกรไม่ได้มุ่งหมายเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการปฏิบัติงานโดยเฉพาะ รวมถึงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยืนยาว ซึ่งอยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม หากคุณต้องการให้แผงวงจรมีอายุการใช้งานยาวนาน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เลือกส่วนประกอบและวัสดุ จัดวางแผงวงจร และตรวจสอบการออกแบบตามความต้องการเฉพาะของการออกแบบ

การเลือกส่วนประกอบ: เมื่อเวลาผ่านไป ส่วนประกอบจะล้มเหลวหรือหยุดการผลิต อย่างไรก็ตาม ความล้มเหลวนี้จะเกิดขึ้นก่อนที่อายุการใช้งานที่คาดไว้ของบอร์ดจะหมดอายุเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ ดังนั้น ทางเลือกของคุณควรเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของสภาพแวดล้อม และมีวงจรชีวิตส่วนประกอบที่เพียงพอในระหว่างวงจรชีวิตการผลิตที่คาดไว้ของแผงวงจร

การเลือกวัสดุ: ประสิทธิภาพของส่วนประกอบจะล้มเหลวเมื่อเวลาผ่านไป ประสิทธิภาพของวัสดุก็จะล้มเหลวเช่นกัน การสัมผัสกับความร้อน การหมุนเวียนของความร้อน แสงอัลตราไวโอเลต และความเครียดทางกลอาจทำให้แผงวงจรเสื่อมสภาพและเกิดความเสียหายก่อนเวลาอันควร ดังนั้นคุณต้องเลือกวัสดุแผงวงจรที่มีเอฟเฟกต์การพิมพ์ที่ดีตามประเภทของแผงวงจร ซึ่งหมายถึงการพิจารณาคุณสมบัติของวัสดุและใช้วัสดุเฉื่อยที่สุดที่เหมาะกับการออกแบบของคุณ

เค้าโครงการออกแบบ PCB: เค้าโครงการออกแบบ PCB ที่ไม่ชัดเจนอาจเป็นสาเหตุของความล้มเหลวของแผงวงจรระหว่างการทำงาน ตัวอย่างเช่น ความท้าทายเฉพาะของการไม่รวมแผงไฟฟ้าแรงสูง เช่นอัตราการติดตามอาร์คไฟฟ้าแรงสูง อาจทำให้แผงวงจรและระบบเสียหาย และอาจถึงขั้นได้รับบาดเจ็บต่อบุคลากรได้

การตรวจสอบการออกแบบ: นี่อาจเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตวงจรที่เชื่อถือได้ ดำเนินการตรวจสอบ DFM กับ CM เฉพาะของคุณ CM บางรายสามารถรักษาพิกัดความเผื่อที่เข้มงวดขึ้นและทำงานกับวัสดุพิเศษได้ ในขณะที่คนอื่นๆ ไม่สามารถทำได้ ก่อนที่คุณจะเริ่มการผลิต ตรวจสอบให้แน่ใจว่า CM สามารถผลิตแผงวงจรของคุณได้ตามที่คุณต้องการ ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่าการออกแบบ PCB A คุณภาพสูงกว่าจะไม่ล้มเหลว

ไม่ใช่เรื่องน่าสนใจที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดสำหรับการออกแบบ PCB เมื่อรู้ว่าคุณได้ออกแบบบอร์ดที่เชื่อถือได้ จะไม่ล้มเหลวเมื่อนำบอร์ดไปใช้งานให้กับลูกค้า จำสาเหตุหลักสามประการที่ทำให้การออกแบบ PCB เสียหาย เพื่อให้คุณสามารถรับแผงวงจรที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้ได้อย่างราบรื่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วางแผนข้อบกพร่องในการผลิตและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมตั้งแต่ต้น และมุ่งเน้นที่การตัดสินใจออกแบบสำหรับกรณีเฉพาะ