PCB Layout要重視可靠性

作為一名優秀的PCB設計工程師，你了解PCB可靠性嗎？你設計的PCB可靠性過關嗎？要知道，高可靠性PCB可以發揮穩健的載體作用，實現PCBA的長期、穩定運作，從而保證終端產品的安全性、穩定性和使用壽命。

關于PCB可靠性

可靠性，英文為Reliability，指的是“可信賴的”、“可信任的”，是指產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。對于終端產品而言，可靠度越高，使用保障就越高。

PCB可靠性是指“裸板”能夠滿足后續PCBA裝配的生產條件，并在特定的工作環境和操作條件下，在一定的時期內，可以保持正常運行功能的能力。

影響PCB可靠性的因素很多，在滿足使用的前提下，主要應考慮下列要求：

a）盡量使用通用的材料和流行的加工工藝；

b）設計應力求簡單、結構對稱、布設均勻；

c）印制板的層數應盡量少，連接盤的直徑及孔徑、導線寬度及間距應盡可能大；

d）板厚孔徑比應盡可能小，一般應不大于五比一。

PCB可靠性的重要性

作為各種電子元器件的載體和電路信號傳輸的樞紐，PCB決定了電子封裝的質量和可靠性。隨著電子產品越發小型化、輕量化、多功能化，以及無鉛、無鹵等環保要求的持續推動，PCB行業正呈現出“線細、孔小、層多、板薄、高頻、高速”的發展趨勢，對可靠性的要求會越來越高。

高可靠性PCB可以發揮穩健的載體作用，實現PCBA的長期、穩定運作，從而保證終端產品的安全性、穩定性和使用壽命，企業進而得以增強競爭力、提升信譽、擴大市場份額、提高經濟效益。

PCB的可靠性設計

實踐證明，即使電路原理圖設計正確，PCB設計不當，也會對電子設備的可靠性產生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設計PCB的時候，應注意采用正確的方法。

1、地線設計

在電子設備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子設備中地線結構大致有系統地、機殼地（屏蔽地）、數字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設計中應注意以下幾點：

1）正確選擇單點接地與多點接地；

2）將數字電路與模擬電路分開；

3）盡量加粗接地線；

4）將接地線構成閉環路。

2、電磁兼容性設計

電磁兼容性是指電子設備在各種電磁環境中仍能夠協調、有效地進行工作的能力。電磁兼容性設計的目的是使電子設備既能抑制各種外來的干擾，使電子設備在特定的電磁環境中能夠正常工作，同時又能減少電子設備本身對其它電子設備的電磁干擾。在進行電磁兼容性設計時應注意：

1）選擇合理的導線寬度；

2）采用正確的布線策略；

3）抑制反射干擾。

3、去耦電容配置

在直流電源回路中，負載的變化會引起電源噪聲。例如，在數字電路中，當電路從一個狀態轉換為另一種狀態時，就會在電源線上產生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負載變化而產生的噪聲，是PCB可靠性設計的一種常規做法。

4、熱設計

電子設備在工作期間所消耗的電能，比如射頻功放，FPGA芯片，電源類產品，除了有用功外，大部分轉化成熱量散發。電子設備產生的熱量，使內部溫度迅速上升，如果不及時將該熱量散發，設備會繼續升溫，器件就會因過熱失效，電子設備的可靠性將下降。PCB的熱設計應該注意以下幾點：

1）發熱元器件放在易散熱的地方，避免集中放置；

2）在布置元器件時，元器件與元器件之間，元器件與結構件之間應保持一定的距離，以利用空氣流動，增強對流換熱；

3）在布置元器件時，應將不耐熱的元件（如電解電容器等）放在靠近進風口的位置，而將本身發熱而又耐熱的元件（如：電阻/變壓器）放在靠近出風口的位置。

以上所述只是PCB可靠性設計的一些通用原則，PCB可靠性與具體電路有著密切的關系，在設計中不還需根據具體電路進行相應處理，才能最大程度地保證PCB的可靠性。