不花钱的可靠性设计经验

2013-09-21 20:48:12来源: 互联网

不花钱的可靠性设计经验:我们有时候会遇到一种情况,一块电路板在机器上装着的时候,机器工作不正常,拆下来后,单板工作正常,甚至摊在桌面上工作也是正常的,但装上就不好好工作,或者在厂子里烤几天机也是好的,或者在用户处前几个月也是没问题的,但就是长期使用下来就报故障,也能初步认定可能是虚焊,可到底是在哪里呢,让人一筹莫展。

  看下图电路板的安装方式,如果电路板的安装机壳是开模具的,加工误差较小,这个问题不明显,如果是钣金或焊接的,四个固定柱的加工误差超过1mm是很正常的事情,于是就出现了左侧的翘曲,初期没事,长期应力下去,表贴器件的焊接力强度又不是很大,就容易出现焊盘脱落或虚开。这个问题的解决也容易,不在一条直线的三点决定一个平面,那就三点支撑;如果还是四点支撑,支撑柱弹性强一点,用尼龙或橡胶柱,使电路板翘曲没有那么大应力。

  

不花钱的可靠性设计

 

  类似的问题在电路板布局上也会出现,一个可插拔的插座装在远离固定柱的地方,在插拔的时候,电路板会受力,这个应力也会产生虚焊的情况,解决方法不用多解释了吧,或者把插拔方向做成平行于电路板的而不是垂直的,或者把插座安装在固定柱的旁边,或者查做附近几厘米内只焊接直插器件,不放置表贴焊接器件,或者干脆就不设插座,把线缆焊在板上引出来,在漂浮的线上焊可插拔的插头插座等等。

  前几天,我把MSN和QQ的签名改成了“降额设计是提升可靠性的最简手段之一”,此言不虚。器件降额也是不增加成本的,举个通俗的例子,一个人最多能背100斤的袋子,我就让他背100斤走路,常规情况下肯定没问题,但是在路灯口,突然来辆车,紧急避让下就会较慢可能会出事,前面有片水洼,背个100斤就蹦不动;如果他现在只背50斤,走起来就很轻松,即使遇到意外情况也会避让过去,水洼也能跳过去。这就是降额的最通俗解释,在设计的时候,就是我们必须要背100斤的话,我就选一个能背150斤的人来背,或者让2个能背100斤的人分着背。

  拿个具体电路举例来说,1/8W,1%,510K电阻,额定耐压150V,用于电源系统,实际耐压140V,额定耐压和实际耐压很接近了,在启停或浪涌的时候,加在电阻上的耐压可能会瞬时超过150V,按照III级降额的设计方法,电压的降额因子是0.75,则140V / 0.75 =186V,选择耐压》186V的电阻,后来发现这个耐压比较难选,就采用两只电阻串联,改用两个250k左右的电阻串联分压用。另一个类似的事例,用LM324驱动一小负载,用2路运放驱动一个负载,各分担1/2的电流。电阻、电容、IC、分立半导体器件、电感、继电器、开关、光纤器件、微波与声表面波器件、连接器、导线电缆、保险丝、晶体、灯泡、断路器等等均会涉及到这个问题,只是选择一个不同的器件差别,可靠性会增加很多。

  在工艺上,接地线缆的焊点大都习惯加个热缩套管,这个习惯也挺好,如果是一个三孔的220V插座,安装时,地线在火零线的下面,且不加套管,结果会怎么样?就是火线万一没焊好,搭接在地线焊点上的概率会增大,可能能防范一起触电事故。

  机箱内部的电线对,常见的是一匝匝的线缆散着,去流和回流信号在两块电路板之间形成环状,如果附近有大电流的变化而产生磁场,就会在这个环状线缆上产生感生电流,这个电流倒是不大,但叠加在一个弱信号上、或者叠加在一个被采样的模拟信号上,数据失真则在所难免,解决方法简单得很,将去流和回流的电线对拧结一下,有效减小环路面积,也可以将内部线缆改成带屏蔽层的也可以,都是举手之劳而已。

  以上说的是机械和电路上的,其实软件上也有可以做工作的地方,如果一个单片机,输出一个控制信号给继电器,控制一个电磁阀工作,大电流的冲击就容易产生辐射和耦合干扰信号出来,这个时候总线上的信号容易被串扰到,如果在输出大电流信号的时候,程序控制上关闭总线上的数据传输,就比如知道今天刮大风,我们可以先不出门,这阵风过去再出去。

  通过布局可以减少电磁干扰,电磁兼容有三个要素,干扰源、干扰路径、敏感电路,利用机架、空间布局,让干扰源和敏感电路远离一点,尤其是容易引入干扰或辐射干扰信号的线缆,就会在没有增加任何内成本的基础上,让干扰降低。

  我们都知道温度高会对产品可靠稳定工作产生较大影响,这也可以通过布局解决,让怕热的器件远离热源,让热源的器件在出风孔附近,这样散出的热量只影响它自己。电路安装服从空气流动方向,进风口→放大电路→逻辑电路→敏感电路→集成电路→小功率电阻电路→有发热元件电路→出风口,构成良好散热通道;发热元器件在机箱上方,热敏感元器件在机箱下方,热源器件紧贴装在机箱金属壳体上散热等等。

关键字:可靠性  设计经验

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0921/article_19341.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
可靠性
设计经验

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved