如何提高PCB设备的可靠性?

JUMU实名认证 发表于 2019-06-28 23:15 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
提高PCB设备可靠性(Reliability)的技术措施:方案选择、电路设计、电路板设计、结构设计、元器件选用、制作工艺等多方面着手,具体措施如下:
  (1)简化方案设计。
  方案设计时,在确保设备满足技术、性能指标的前提下,应尽量简化设计,简化电路和结构设计,使每个部件都成为最简设计。当今世界流行的模块化设计方法是提高设备可靠性(Reliability)的有效措施。块功能相对单一,系统由模块组成,可以减少设计的复杂性,将设计标准化、规范化。国内外大量事实已证明了这一点,产品设计应采用模块化设计方法。
  (2)采用模块和标准部件。
  模块和标准部件是经过大量试验和广泛使用后证明为高可靠性(Reliability)的产品,因而能充分消除设备的缺陷和隐患,也为出现问题之后的更换和修理带来了方便。采用模块和标准化产品不仅能有效地提高设备的可靠性(Reliability),而且能大大缩短研制周期,为设备的迅速改型与列装提供极有利的条件。
  (3)提高集成度。
  选用各种功能强、集成度高的大规模、超大规模集成电路,尽量减少元器件的数量。元器件越少,产生隐患的点也越少。这样,不仅能提高设备的可靠性(Reliability),而且。能缩短研制、开发周期。
  (4)降额设计。
  降额设计是指元器件在低于其额定应力的条件下工作,是降低元器件失效率的有效方法,因此,设汁时在确保技术性能指标的前提下,对元器件的工作电压范围、温度特性、电特性参数等都采取降额使用的方法,从而降低元器件在各种应力条件下的失效率。
  降额设计,不同的元器件所要考虑的因素是不一样的:有的是电压范围,有的是电流大小,有的是温度,有的是频率,有的是振动等等。一般情况下,对电容的耐压、频率、温度特性,电阻的功率,电感的电流及频率特性,二极管、三极管、可控硅、运算放大器、驱动器、门电路等器件的结电流、结温或扇出系数,电源的开关和主供电源线缆的耐电压/电流和耐温性能,信号线缆的频率特性,还有散热器、接插件、模块电源等器件的使用,要求进行降额设计。
  (5)选择优质器件。
  元器件是设备的基本组成单元,其质量的好坏将直接影响到设备的可靠性(Reliability)。军用通信设备应尽量采用工业级以上产品,最好是军品,并在上机前严格进行老化筛选,剔除早期失效器件。
  (6)充分利用软件资源。
  由于软件编程的灵活性,在设计中应充分利用软件资源。目前软件的调试手段和工具相对较多,对故障和设计问题容易定位,解决周期相对较短。充分利用软件资源是提高可靠性(Reliability)的一个重要方法。
  (7)结构可靠、工艺成熟、先进。
  电路、结构设计中,应尽量减少接插件、金属化孔的数量,电路器件和芯片尽量采用直接在印制板上焊接的方法,选用表面贴装器件,采用表面贴装技术,以避免接触不良,确保设备的可靠性(Reliability)。
  (8)热设计。
  过高的温度是引起设备性能和可靠性(Reliability)降低的重要因素之一,为此应采取热防护措施控制和降低设备工作时的温升,保证设定良好的散热,提高设备的热可靠性(Reliability)。
  过低的温度,也会引起设备性能和可靠性(Reliability)降低,有的元器件在环境温度太低时不能正常工作。所以在低温环境中使用的设备,也要进行低温测试。在设计时必须考虑设备工作的温度条件和环境。
  (9)电磁兼容性设计。
  设备工作时会受到许多电磁场的干扰,有自然的也有人为的。军用设备更是如此,现代高科技电子对抗战中,一个很重要的技术手段就是局部发射高能量的电磁波,以破坏对方设备中的元器件,从而使设备工作失灵。为此应采取有效的屏蔽、滤波等防干扰措施以防止噪声、干扰电磁场对设备的干扰,确保设备工作可靠。
  (10)抗振冲设计。
  设备在使用、运输过程中会受到各种各样振动、冲击的影响,从而影响其可靠性(Reliability),为此应提高设备的机械强度和刚度,并采取减振缓冲措施,以加强设备抗振动、冲击的能力,提高设备的可靠性(Reliability)。
  (11)采用故障指示装置。
  设计故障检测电路及故障报警装置,以便及时发现故障,从而缩短设备的故障检修时间。
  (12)操作简单、维修方便。
  设备中操作、维修的功能是保证设备可靠性(Reliability)的主要因素之一。设计中,应尽量采用插入单元、模块,同时采用模块化、标准化结构和快速拆卸结构,以利于操作和维修。事实证明,设备采用模块化结构能大大简化操作,方便维修。

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