Với tư cách là kỹ sư, chúng tôi đã nghĩ ra tất cả các nguyên nhân khiến hệ thống có thể bị lỗi và một khi nó bị lỗi, chúng tôi sẵn sàng sửa chữa nó. Tránh lỗi là điều quan trọng hơn trong thiết kế PCB. Việc thay thế một bảng mạch bị hư hỏng tại hiện trường có thể tốn kém và sự không hài lòng của khách hàng thường đắt hơn. Đây là lý do quan trọng cần ghi nhớ ba nguyên nhân chính gây hư hỏng PCB trong quá trình thiết kế: lỗi sản xuất, yếu tố môi trường và thiết kế không đầy đủ. Mặc dù một số yếu tố này có thể nằm ngoài tầm kiểm soát nhưng nhiều yếu tố có thể được giảm thiểu trong giai đoạn thiết kế. Đây là lý do tại sao việc lập kế hoạch cho một tình huống xấu trong quá trình thiết kế có thể giúp bo mạch của bạn đạt được hiệu suất nhất định.

01 Lỗi sản xuất

Một trong những nguyên nhân phổ biến gây hư hỏng bo mạch thiết kế PCB là do lỗi sản xuất. Những khiếm khuyết này có thể khó tìm ra và thậm chí còn khó sửa chữa hơn một khi đã phát hiện. Mặc dù một số trong số chúng có thể được thiết kế, nhưng một số khác phải được nhà sản xuất hợp đồng (CM) sửa chữa.

02 yếu tố môi trường

Một nguyên nhân phổ biến khác gây ra lỗi thiết kế PCB là môi trường vận hành. Vì vậy, việc thiết kế bảng mạch và vỏ máy phù hợp với môi trường mà nó sẽ hoạt động là rất quan trọng.

Nhiệt: Các bo mạch sinh ra nhiệt và thường xuyên tiếp xúc với nhiệt trong quá trình hoạt động. Xem xét liệu thiết kế PCB có lưu thông xung quanh vỏ của nó, tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và nhiệt độ ngoài trời hay hấp thụ nhiệt từ các nguồn lân cận khác hay không. Những thay đổi về nhiệt độ cũng có thể làm nứt các mối hàn, vật liệu nền và thậm chí cả vỏ máy. Nếu mạch của bạn phải chịu nhiệt độ cao, bạn có thể cần nghiên cứu các bộ phận xuyên lỗ, chúng thường dẫn nhiệt nhiều hơn SMT.

Bụi: Bụi là nguyên nhân gây hại cho các sản phẩm điện tử. Đảm bảo rằng thùng máy của bạn có xếp hạng IP chính xác và/hoặc chọn các thành phần có thể xử lý mức bụi dự kiến ​​trong khu vực vận hành và/hoặc sử dụng lớp phủ phù hợp.

Độ ẩm: Độ ẩm là mối đe dọa lớn đối với các thiết bị điện tử. Nếu thiết kế PCB được vận hành trong môi trường rất ẩm ướt, nơi nhiệt độ thay đổi nhanh chóng, hơi ẩm sẽ ngưng tụ từ không khí lên mạch điện. Vì vậy, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các phương pháp chống ẩm được tích hợp xuyên suốt cấu trúc bảng mạch và trước khi lắp đặt.

Rung động vật lý: Có lý do để những quảng cáo điện tử mạnh mẽ được mọi người ném chúng xuống sàn đá hoặc bê tông. Trong quá trình hoạt động, nhiều thiết bị có thể bị sốc hoặc rung vật lý. Bạn phải chọn tủ, bảng mạch và linh kiện dựa trên hiệu suất cơ học để giải quyết vấn đề này.

03 Thiết kế không cụ thể

Yếu tố cuối cùng khiến bo mạch thiết kế PCB bị hư hỏng trong quá trình vận hành là quan trọng nhất: thiết kế. Nếu mục đích của kỹ sư không cụ thể là đáp ứng các mục tiêu về hiệu suất của nó; bao gồm cả độ tin cậy và tuổi thọ, điều này đơn giản là ngoài tầm với. Nếu bạn muốn bảng mạch của mình tồn tại lâu dài, hãy đảm bảo chọn các thành phần và vật liệu, bố trí bảng mạch và xác minh thiết kế theo các yêu cầu cụ thể của thiết kế.

Lựa chọn linh kiện: Theo thời gian, linh kiện sẽ bị hỏng hoặc ngừng sản xuất; tuy nhiên, không thể chấp nhận được nếu lỗi này xảy ra trước khi hết tuổi thọ dự kiến ​​của bo mạch. Do đó, sự lựa chọn của bạn phải đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của môi trường và có đủ vòng đời linh kiện trong vòng đời sản xuất dự kiến ​​của bảng mạch.

Lựa chọn vật liệu: Giống như hiệu suất của các bộ phận sẽ suy giảm theo thời gian, hiệu suất của vật liệu cũng vậy. Tiếp xúc với nhiệt, chu kỳ nhiệt, tia cực tím và ứng suất cơ học có thể gây ra sự xuống cấp của bảng mạch và hỏng hóc sớm. Vì vậy, bạn cần lựa chọn chất liệu bảng mạch có hiệu ứng in ấn tốt tùy theo từng loại bảng mạch. Điều này có nghĩa là xem xét các đặc tính vật liệu và sử dụng các vật liệu trơ nhất phù hợp với thiết kế của bạn.

Bố cục thiết kế PCB: Bố cục thiết kế PCB không rõ ràng cũng có thể là nguyên nhân sâu xa khiến bảng mạch bị hỏng trong quá trình vận hành. Ví dụ, những thách thức đặc biệt của việc không sử dụng bảng điện cao thế; chẳng hạn như tốc độ theo dõi hồ quang điện áp cao, có thể gây hư hỏng bảng mạch và hệ thống, thậm chí gây thương tích cho nhân viên.

Xác minh thiết kế: Đây có thể là bước quan trọng nhất trong việc tạo ra một mạch điện đáng tin cậy. Thực hiện kiểm tra DFM với CM cụ thể của bạn. Một số CM có thể duy trì dung sai chặt chẽ hơn và hoạt động với các vật liệu đặc biệt, trong khi một số CM khác thì không thể. Trước khi bạn bắt đầu sản xuất, hãy đảm bảo rằng CM có thể sản xuất bảng mạch của bạn theo cách bạn muốn, điều này sẽ đảm bảo rằng thiết kế PCB A chất lượng cao hơn sẽ không bị lỗi.

Thật không thú vị khi tưởng tượng ra kịch bản tồi tệ nhất có thể xảy ra đối với thiết kế PCB. Biết rằng bạn đã thiết kế một bo mạch đáng tin cậy, nó sẽ không thất bại khi triển khai bo mạch cho khách hàng. Hãy nhớ ba nguyên nhân chính gây hư hỏng thiết kế PCB để bạn có thể có được một bảng mạch ổn định và đáng tin cậy một cách suôn sẻ. Đảm bảo lập kế hoạch cho các lỗi sản xuất và các yếu tố môi trường ngay từ đầu, đồng thời tập trung vào các quyết định thiết kế cho các trường hợp cụ thể.