在工業(yè)控制、汽車電子或醫(yī)療設備等領域,功能安全認證(如ISO 26262、IEC 61508)是產(chǎn)品可靠性的“硬門檻”。作為PCBA設計的關鍵環(huán)節(jié),如何滿足認證要求,往往是工程師面臨的挑戰(zhàn)。本文結合行業(yè)標準與捷多邦的實際案例,探討功能安全認證對設計的具體影響。
1. 冗余設計與故障診斷
功能安全的核心是“失效可控”。以汽車電子為例,ISO 26262要求單點故障覆蓋率(SPFM)需達到99%以上。這意味著PCBA設計必須內置冗余電路或實時診斷機制。例如,捷多邦在某車載控制器項目中,通過雙MCU互檢和看門狗電路設計,成功通過了ASIL-D認證。
經(jīng)驗點:冗余并非簡單復制電路,需考慮信號同步和故障隔離。
2. 元器件選型與降額規(guī)范
認證標準對元器件的失效率(FIT)有嚴格限制。例如,IEC 61508要求關鍵器件需符合AEC-Q100(汽車級)或工業(yè)級標準。
建議:
優(yōu)先選擇有認證資質的供應商;電源、傳感器等關鍵部件需預留30%以上降額余量。
3. PCB布局與EMC兼容性
高頻噪聲或地彈干擾可能掩蓋真實故障信號。例如,某工業(yè)PLC項目因電機驅動回路與信號線共地,導致診斷電路誤觸發(fā)。捷多邦通過分割地平面和增加屏蔽層,將EMC測試失敗率降低70%。
設計要點:
安全相關電路(如故障檢測IC)需獨立分區(qū);避免長距離平行走線。
4. 文檔追溯與變更管理
功能安全認證要求全流程可追溯。捷多邦在為客戶提供PCBA服務時,會完整記錄DFMEA(設計失效分析)、BOM變更記錄等。某醫(yī)療設備客戶因未保留舊版Gerber文件,導致認證延期3個月。
結語
功能安全認證的本質是“用設計規(guī)避風險”。從元器件到Layout,每個環(huán)節(jié)都需系統(tǒng)性考量。捷多邦在服務汽車電子和工業(yè)客戶時發(fā)現(xiàn),提前規(guī)劃安全架構(如HSI分類)能顯著減少后期整改成本。對于復雜項目,建議在原型階段引入認證機構預審,少走彎路。