简洁的 PCB 可靠性设计流程

2026-03-26
2:07 下午

Allegro X System Capture 内置设计完整性功能，可为 PCB 设计保驾护航，让您无需在设计过程中耗费多余的时间、金钱与精力，更无需为此辗转难眠。在设计的收尾阶段，不会出现任何意外或突发情况。

设计完整性功能包含一个全面的审核规则列表，支持一键快速审查设计，随后列出违规项并提供纠正建议。该审查机制十分严格，但在某些情况下，如果您认为某个问题在可接受范围内，可以选择 waive，相关违规项将被忽略。

为了方便评估设计完整性，我们可以将整个 PCB 设计流程分为以下几个阶段：

第1阶段原理图设计（Schematic Design）

在设计初始阶段，需要将器件放置在设计画布上，这一过程离不开完整的可用器件信息。库管理应用程序提供有关可用器件的无缝信息流。放置好器件后，完成器件之间的连线，并运行 Audit Schematic 检查。系统将生成 Schematic Audit Report，其中标示出连接性检查、图形检查、协议检查、设备检查和电气规则检查中发现的违规项。

在原理图设计中，您还可以对功能模块运行电路仿真器，以确保电路准确无误。

现在，为了确保集成电路具有正确的电流和电压值，避免过压损坏和欠压锁定，您可以使用电源拓扑器轻松实现可靠运行。电源拓扑器能够检测电源引脚上的电压和电流，将功率流向可视化，并以树状图形式呈现。例如，如果某个集成电路引脚的驱动电压不足，电源拓扑器发出警示，让您及时修正原理图，从而构建可靠的电源分配网络。

您可以使用电气过应力分析（Electrical OverStress analysis，EOS）功能快速分析原理图中的过应力器件，并用额定参数更合适的器件替换它们。EOS 会对整个原理图运行电气分析，提供器件的电压、电流、功率和温度（V-I-P-T）参数，从而节省时间和内存，提高成本效益。

我们还提供一键式解决方案-“平均故障间隔时间评估（ Mean Time Between Failures，MTBF）”，用于估算 PCB 的使用寿命。市场上虽有一些寿命估算工具，但这类工具均采用基于启发式方法获取的 V-I-P-T 参数来估算 PCB 的使用寿命。方法的好坏，关键在于两点——准确性与简便性。在我们的分析中，我们直接将来自 EOS 的 V-I-P-T 数值作为 MTBF 的初始参数。

MTBF 分析会考虑具体的应用环境，并根据 MIL-HDBK-217F-N2 或 FIDES 标准估算 PCB 的使用寿命。分析结束后，您可以将易快速失效的器件替换为更稳固的型号，优化原理图，随后重新运行检查，确保 PCB 能够达到您所期望的使用年限。

MTBF Results 仪表板显示的结果如下图所示：

第2阶段布局设计（Schematic Design）

为了将创意转化为现实，接下来我们要进行布局设计。

在布局设计中，应优先放置占用空间较大的集成电路和器件。这类器件很可能是附近区域的主要热源。我们还提供一种主要功能，即热分析功能。一键点击即可获取已放置器件的温度估计值，轻松找出易因过热损坏的器件。Thermal Floorplan Analysis Results 仪表板显示的结果如下图所示：

布局设计师可以立即采取纠正措施：在原理图层面，将器件替换为额定温度更高的器件；在布局层面，让热敏感器件远离高温区域，并对平面图重新运行热分析。以零成本的最少迭代次数，在热设计层面持续调整和优化布局。

第3阶段电子签核（E-Signoff）

至此，我们已进入最后一个阶段。您可以选择各种布局后分析工具进行信号完整性检查，然后对完成的 PCB 设计进行电气签核。点击下图，观看“一站式” PCB 设计第三期：原理图可靠性分析直播回放，观看如何使用 Allegro X System Capture 进行原理图审查、电应力分析、MTBF、热分析等！