电子产品可靠性设计总结V1.1.0
一、 印制板
㈠，数据指标
1，印制板最佳形状是矩形（长宽比为3:2或4:3），板面大于200*150mm时应考虑印制板所承受的机械强度。

2，位于边沿附近的元器件及走线，离印制板边沿至少2mm，以防止打耐压不过。

3，焊盘尺寸以金属引脚直径加上 0.2mm 作为焊盘的内孔直径。

例如，电阻的金属引脚直径为 0.5mm，则焊盘孔直径为 0.7mm，而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊盘孔径加1.0mm。

4，常用的焊盘尺寸
焊盘孔直径/mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0
焊盘外径/mm 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4
5，元器件之间的间距要合适，以防止焊接时互相遮挡，导致无法焊接。

6，走线和元器件与边界孔、固定孔之间的距离要足够的大，以防止无法添加平垫和螺丝，也可防止可耐压时不能通过。

7，PCB板的尺寸要与相关的壳子相匹配，固定孔之间的位置也要与要关的壳体固定位置相适合。

8，尽量用贴片元件，尺可能缩短元件的引脚长度。

（地线干扰）
㈡，设计方法
1，保证PCB板很好的接地。

（信号辐射）
2，屏蔽板尽量靠近受保护物体，而且屏蔽板的接地必须良好。

（电场屏蔽）
3，易受干扰的元器件不能离得太近。

（元件布局）
㈢，注意事项
1，以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。

2，使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。

填充为网格状，以散热。

3，包地。

对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。

4，严格确保元器件的焊盘大小足以插入元器件。

各个元件间的距离不能太近导致元器件无法放下或无法焊接。

5，尽量少用过孔。

6，画完印制板图后，看看每个元器件的标号的方向正否统一。

7，元器件的标号不能画在其它元器件的焊盘内，也不能被其它原器件挡住。

8、接口应有文字说明其接口功能定义。

9、安装孔周围应不能走线，防止螺丝与信号线短接。

二、 PCB走线
㈠，数据指标
1，地线宽在2-3mm ，数字电路0.2-0.3mm。

线宽：地线>电源线>信号线。

2，最小间距与线间绝缘电阻和击穿电压决定。

间距为1mm时，允许电压为200V；间距为1.5mm时,允许电压为300V。

一般选用1-1.5mm即可。

㈡，设计方法
1，易受干扰的逻辑电路的布线，可在两平行线中间加入一条地线。

（防串扰）
2，增加线间隔，并减少并行走线长度。

（防串扰）
3，少打过孔，保证一定线宽，确保不出现90度拐角的印制线。

（信号反射）
4，缩小电流环路面积，能极大降低差模辐射。

（信号辐射）
5，线头的数据尽量小，高速信号线的长度尽量短。

（信号辐射）
6，印制板上的信号线力求靠近地线，或用地线包围之。

（抑制串扰）
7，应避免出现地线环路，当穿过该环路的磁通发生变化时，地线中产生感应电流，从而产生严重噪生干扰。

（地线）
8，只要密度允许尽可能用宽线，导线间距离应可能加大。

9，印制导线的走线形状不要有缠结，分支或硬拐角。

（反射干扰）
10，信号线、电源线的PCB线，在其印制板反面最好有地线平行对应。

（抑制辐射） 11，高频元件之间的连线越短越好，以减少连线的分布参数和相互之间的电磁干扰。

（电磁场）
12，信号线。

信号走线不能环路，需要按照菊花链方式布线。

（信号线）
13，地线或电源线的主干道最好不要经过焊盘或者过孔。

（地线）
15，VCC和GND电源端尽可能靠近器件，接入滤波电容，以缩短开关电流的流通途径。

16，电源线和地线尽可能的宽，以减小线电阻，从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。

㈢，注意事项
1，公共地线应该尽可能放在电路板的边缘部分，尽可能多地保留铜箔做地线，这样可以使屏蔽能力增强。

（地线）
2，外地线的形状最好作成环路或网格状。

（地线）
3，同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。

（地线）
三、 芯片
㈠，数据指标
1，0.1uf的独石电容的谐振频率为8M。

0.01uf的谐振频率为10M。

（去耦电容）
㈡，设计方法
1，芯片上的空闲引脚不能悬空，要加一个上拉电阻。

（静电干扰）
2，总线上配制上拉电阻，可提高信号传输的可靠信。

（抗干扰）
3，去耦电容应跨接在每个芯片的电源和地之间。

（去耦电容）
4、去耦电容应尽量靠近芯片，主以及时给芯片供电缓冲。

（去耦电容）
四、导线
㈠，设计方法
1，屏蔽电缆的屏蔽体必须接线，才能起来屏蔽作用。

（电场屏蔽）
2，抑制电场感应干扰采用金属网的屏蔽线。

（电场屏蔽）
3，抑制磁场感应应该用双绞线。

（磁场屏蔽）
4，双绞线是把信号的输出线和返回线两根拧合。

（双绞线）
5，双绞线的节距长度以5cm左右为宜。

（磁场屏蔽）
6，传输多种电平信号时，扁平电缆必须按电平级别分组，不同分组的导线要保持一定的距离。

（扁平电缆）
7，把时序相同的同级电平划分为一组。

（扁平电缆）
8，两个相邻信号组的导线用一空闲导线分开，并把该空闲导线接线。

（扁平电缆） 9，配线时，应力求扁平电缆贴近接地底板，使导线之间的偶合电容转化为对地电容。

（扁平电缆）
10，强电和弱电线要分开走线，数字信号线和模拟信号线要分开走线，并加大之间距离。

（防止串扰）
五、D/A（A/D）部分
㈠，设计方法
1，数字电路与模拟电路的地线要分开，防止地线干扰。

必要时数字地与模拟地实行单点接地，实现一个统一的参考电平。

2，数字信号线与模拟信号线要远离，以防止干扰。

3，对D/A的模拟信号进行隔离，通常采用隔离放大器对模拟量进行隔离。

（模拟隔离）4，A/D变换时，先将模拟量变成数字量，将数字量通过光电隔离，然后进入计算机。

在D/A变换时，先对数字量进行隔离，然后再进行D/A转换。

（数字隔离）
六、时钟晶振
㈠，设计方法
1，晶振要靠近CPU，引线要粗而短。

2，外部有源晶振的VCC和GND之间接1uf左右的去耦电容。

3，用地线包围振荡电路，并且晶振下表面PCB要做敷铜处理。

（防止辐射）
4，晶振下面和周围最好不要走信号线，以防干扰。

5，晶振的外壳要做接地处理，以防止辐射干扰。

七、结构布局
㈠，设计方法
1，所有进入屏蔽箱的电缆、导线、电源线都应当进行滤波。

（屏蔽设计）
2，屏蔽电缆进出屏蔽时，电缆屏蔽层必须接到壳体上。

（屏蔽设计）
3，屏蔽体上大量小尺寸孔要好于同样面积的大尺寸开孔。

（屏蔽设计）
4，电源滤波器要安装在设备的电源线入口处，这样可使电网干扰一进入机箱就被滤除。

（电源滤波器）
5，滤波器的接地必须良好，金属外壳要与设备外壳的大面积导电性连接方式接地，然后再用短而粗的导线与大地连接。

（电源滤波器）
6，电源滤波器的进线和出差要尽量远离，最好将其输入线和输出线采用双绞线。

（电源滤波器）
7，芯片的功率地（大电流地）和信号地（小电流地）要整体分开，然后进行单点连接，连接点最好位于去耦电容的一个引脚处。

八、软件设计
㈠，设计方法
1，数字滤波方法，剔除虑假信号，求取真值。

2，输入口信号重复检测方法。

3，输出端口数据刷新方法。

4，软件拦截技术（指令冗余，软件陷井）。

5，看门狗技术。

九、电磁兼容性设计
㈠，设计方法
1、对外接口线路，全部并联双向TVS瞬态电压抑制器。

（TVS管）
2、电源供电部分并联压敏电阻，防止雷电。

（压敏电阻）
3、自恢复保险丝一般与TVS管配套串联使用。

（自恢复保险丝）
㈢，注意事项
1、TVS的钳位电压值大于信号电压，应能保证正常电压信号通过。

（TVS管）
2、压敏电阻一般性况下可以反复使用。

（压敏电阻）
3、自恢复保险丝的响应时间和恢复时间比较长，可以多次重复使用。

（自恢复保险丝）
宋鹏立
2011-8-18。