電子電器產(chǎn)品電磁兼容綜合質(zhì)量成本分析

豐春霞 李海濤

摘要：頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)，的測(cè)量，可用于測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)采用頻譜儀和信號(hào)放大器可以檢測(cè)空間電磁干擾強(qiáng)度。通過頻譜儀可以將空間信號(hào)輻射強(qiáng)度按照頻域進(jìn)行直觀顯示。這樣就可以檢測(cè)出器件的電磁輻射。基于此，以下對(duì)電子電器產(chǎn)品電磁兼容綜合質(zhì)量成本進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：電子電器產(chǎn)品;電磁兼容;質(zhì)量成本;分析優(yōu)化

一、電磁兼容性工作時(shí)機(jī)

大量實(shí)踐表明，在電氣產(chǎn)品的開發(fā)階段，如果不能及時(shí)的解決電子兼容性問題，那么將會(huì)對(duì)后續(xù)的一系列工作產(chǎn)生直接影響，同時(shí)也會(huì)在無(wú)形當(dāng)中耗費(fèi)大量成本，如果等到批量生產(chǎn)階段再解決電磁兼容性問題，整體費(fèi)用將會(huì)增加100倍左右。而再將產(chǎn)品投入應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)電磁性兼容問題之后再解決，成本費(fèi)用將高達(dá)1000倍。由此可見，在產(chǎn)品開發(fā)階段，必須要重點(diǎn)關(guān)注電磁兼容性設(shè)計(jì)問題，同時(shí)還要盡可能的將這些問題在產(chǎn)品定型之前解決。如果不對(duì)電子兼容性問題進(jìn)行考慮，只是按照常規(guī)性計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品生產(chǎn)裝配成試驗(yàn)件之后，再測(cè)試其電磁兼容性，一旦發(fā)現(xiàn)問題，不僅調(diào)整起來(lái)難度大，而且會(huì)浪費(fèi)大量的物力、人力和時(shí)間，延長(zhǎng)產(chǎn)品交付周期，同時(shí)也會(huì)面臨更多的研制風(fēng)險(xiǎn)，因此，不管是任何一種電氣電子產(chǎn)品，及時(shí)的進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。

二、電子電器產(chǎn)品電磁兼容綜合質(zhì)量成本分析

（一）實(shí)驗(yàn)室方面

建立第三方EMC實(shí)驗(yàn)室的目的是為了滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化EMC檢測(cè)、產(chǎn)品認(rèn)證EMC檢測(cè)和政府EMC質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)的需求。第三方實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)服務(wù)對(duì)象的產(chǎn)品類別、標(biāo)準(zhǔn)要求等建立相應(yīng)規(guī)模的檢測(cè)能力，并根據(jù)服務(wù)對(duì)象的需求取得相應(yīng)的認(rèn)證認(rèn)可資質(zhì)，例如：CNAS認(rèn)可資質(zhì)（第三方標(biāo)準(zhǔn)化委托檢驗(yàn)要求）、CCC認(rèn)證檢測(cè)資質(zhì)（CCC認(rèn)證檢測(cè)要求）和CMA認(rèn)可資質(zhì)（質(zhì)量監(jiān)督抽查檢驗(yàn)要求）等。由于EMC檢測(cè)設(shè)備和場(chǎng)地成本高昂，并且檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)更新頻繁，實(shí)驗(yàn)室宜根據(jù)潛在服務(wù)對(duì)象的需求來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和場(chǎng)地配置，以及認(rèn)可資質(zhì)，以較低的綜合成本最大限度地滿足客戶的EMC檢測(cè)需求。

（二）科學(xué)布置印制電路板的疊層

印制板的層排列也是有原則的，合理的排列各層對(duì)印制板的抗干擾能力十分有益。第一，將電源平面與地平面相鄰，這樣可以形成耦合電容，并與電路板上的去耦電容一起降低電源平面的阻抗，同時(shí)獲得較寬的濾波效果;第二，參考面的選擇應(yīng)優(yōu)選地平面電源;第三，相鄰層的關(guān)鍵信號(hào)不跨分割區(qū);第四，相鄰層走線時(shí)，最好是形成垂直。第五，在布電源線時(shí)，在不同層連接用到過孔時(shí)，必須考慮良好連接性。

（三）社會(huì)管理方面

職能部門在社會(huì)EMC管理上也應(yīng)追求成本效益最優(yōu)化。例如：在EMC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定方面，將EMC發(fā)射檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)大多設(shè)定為強(qiáng)制性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，而將電磁抗擾度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為推薦性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)镋MC發(fā)射類要求符合與否，企業(yè)產(chǎn)品本身并未得到任何收益，受影響的主要是周圍其他產(chǎn)品，生產(chǎn)企業(yè)沒有動(dòng)力管好這部分的質(zhì)量，只能通過國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，要求在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)產(chǎn)品必須滿足，并通過政府相關(guān)部門進(jìn)行有效的監(jiān)管;對(duì)抗擾類EMC項(xiàng)目，產(chǎn)品符合后，可以有效地降低產(chǎn)品售后成本（如抗靜電設(shè)計(jì)），用戶看得見摸得著，企業(yè)才會(huì)有動(dòng)力做好這塊工作;因此，宜將抗擾度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，是否實(shí)施交由企業(yè)自行決定，從而有效地減少政府管理成本。再如：在強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證類別設(shè)置上，主要選擇量大面廣，與用戶日常生活密切相關(guān)的產(chǎn)品，或不合格社會(huì)影響巨大的產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)制性管理，將管理類別和種類控制在較小的程度上，從而有效地降低強(qiáng)制性認(rèn)證管理成本，以較小的政府管理成本發(fā)揮到盡可能大的社會(huì)效益。

（四）選用合適的印制電路板研生產(chǎn)材料

印制板的選材是非常重要的，目前國(guó)際通用的為環(huán)氧樹脂玻璃布材料FR-4。因?yàn)镕R-4包含著非常多的優(yōu)點(diǎn)：首先它的延展性能比較好，能夠有效的縮減其所占空間，能夠減輕干擾;其次，受熱能力比較強(qiáng)，不易受到溫度變化的影響;最后，環(huán)氧樹脂玻璃布能夠抵抗化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，不易被破壞。因此，想要提升印制電路板的抗干擾能力，必須要綜合分析各種材料的特征，選用合適的原材料

（五）企業(yè)方面

生產(chǎn)企業(yè)為了獲得理想的質(zhì)量成本管理和收益，應(yīng)綜合企業(yè)規(guī)模、研發(fā)人員EMC設(shè)計(jì)水平、相應(yīng)產(chǎn)品復(fù)雜程度和生產(chǎn)規(guī)模，以及社會(huì)對(duì)相應(yīng)產(chǎn)品的EMC管理模式選擇合理的EMC質(zhì)量管理模式，以期獲得較好的EMC質(zhì)量收益。例如：對(duì)于沒有EMC設(shè)計(jì)能力和技術(shù)人員的小型加工企業(yè)，建議產(chǎn)品及其EMC設(shè)計(jì)選擇大型設(shè)計(jì)公司提供的整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行加工生產(chǎn)，通過設(shè)計(jì)外包的方式，保證設(shè)計(jì)EMC質(zhì)量，在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格地管理EMC關(guān)鍵元器件和生產(chǎn)產(chǎn)品與設(shè)計(jì)樣機(jī)的一致性來(lái)保證生產(chǎn)成品的EMC質(zhì)量，并通過第三方EMC實(shí)驗(yàn)室來(lái)檢驗(yàn)生產(chǎn)成品的EMC標(biāo)準(zhǔn)符合性;對(duì)于中型企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的EMC培訓(xùn)，在設(shè)計(jì)過程中落實(shí)EMC設(shè)計(jì)要求，在研發(fā)部門建立必要的EMC評(píng)估手段;在資本許可時(shí)，建立相應(yīng)的EMC預(yù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室;建立規(guī)模適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品EMC質(zhì)量管理體系，加強(qiáng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理和監(jiān)控;大型企業(yè)可設(shè)立EMC的設(shè)計(jì)和質(zhì)量管理部門，以及標(biāo)準(zhǔn)EMC實(shí)驗(yàn)室，全面、有效地管控企業(yè)產(chǎn)品的EMC質(zhì)量。

（六）優(yōu)化電阻體長(zhǎng)度

電阻體長(zhǎng)度L與電阻值成正比，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，阻值越大。電阻體的長(zhǎng)度設(shè)置應(yīng)考慮到接線端子的位置，以保證綜合性能。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常建議電阻體有效長(zhǎng)度為（8±2）mm，具體根據(jù)火花塞規(guī)格進(jìn)行選擇。另外，通常電阻體兩端設(shè)置導(dǎo)電玻璃填料層，用來(lái)提升密封性能和平衡溫度。因中心電極端兩種填料會(huì)出現(xiàn)U形結(jié)合面，從而會(huì)降低電阻體的有效長(zhǎng)度。可以通過工藝優(yōu)化，降低U形高度或改成倒U結(jié)構(gòu)，從而提升電阻體有效長(zhǎng)度。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，設(shè)計(jì)印制電路板工作是非常重要的，同時(shí)也是非常困難的。規(guī)劃設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)必須要注意每一個(gè)細(xì)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)，一旦有什么錯(cuò)漏就會(huì)出現(xiàn)各種意想不到的問題，影響印制電路板的正常使用。電路設(shè)計(jì)的每項(xiàng)內(nèi)容都非常的重要，但其中必須要重點(diǎn)關(guān)注的就是電磁兼容問題，只有找到了正確避免電磁干擾的方法，盡可能的減少其運(yùn)行中的內(nèi)部外部干擾問題，才能夠使研發(fā)出來(lái)的電路板符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而能夠應(yīng)用到電子設(shè)備之中，推動(dòng)電子行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。