印制电路板的可靠性设计不同于产品自身的性能设计，其目的就是确保设备在规定的时间和条件下完成其规定的功能。印制电路板的可靠性设计应从设备的设计之始就开始同步进行，而且要贯穿于设备的整个寿命周期，为此，产品设计人员首先要实现设计思想的转变，从单一追求性能指标到抓综合效能指标的转变，使性能设计和可靠性设计达到有机的结合。常规的印制电路板的可靠性设计一般分为以下三个阶段：
（1）印制电路板的可靠性分析；
（2）印制电路板的可靠性预计；
（3）印制电路板的可靠性试验。
一、印制电路板的可靠性分析
在设计之前，要进行产品的可靠性需求分析。产品的可靠性需求分析，分定量和定性两个方面。单板及系统的平均故障间隔时间MTBF（或平均致命故障间隔时间MTBCF）、可用度、环境条件、温升控制、电磁兼容指标等可以定量地给予明确规定。保障性、维修性、可生产性、不允许发生事件等方面要定量规定有些困难，但是也应该进行一些定性的规划。
印制电路板的可靠性分析就是通过建立产品的可靠性数学模型，分配可靠性指标于设备的各组成单元，各组成单元根据所分配的可靠性指标再进一步分配于各元器件上，最后依据此指标优选元器件、设计产品的结构、设计产品的制作工艺等。这是进行印制电路板的可靠性设计的关键阶段，只有严格到每一步都按照可靠性指标设计，才能基本保证产品的可靠性。可靠性数学模型是对可靠性的抽象分析，是对可靠性的客观描述，在产品的可靠性分析时，必须使用系统的分析模型。可靠性数学模型分为串联系统和混联系统两种。
1 串联系统
如果整机系统是由多个单元（即分机、分系统或元件）组成，只要其中系统中的任意一个发生失效，则整个整机系统就失效。换句话说，就是只有系统的每个单元部件都不失效，系统才能不失效。这种系统称为串联系统，其结构模型如图1-2所示。
假定串联系统中的M个单元是相互独立的，每个单元的可靠度为Ri，根据概率乘法法则，系统的可靠度Rs的数学模型可写成：
通过上述分析可见：
（1）独立串联系统的可靠度等于各单元可靠度的乘积，独立串联系统的失效率等于各单元的失效率之和。
（2）整个串联系统的可靠性值低于可靠性值最低的一个部件。提升可靠性值最低的部件的可靠性指，对提升整个系统的可靠性值最快最明显。
（3）串联系统部件数量增加，系统可靠性降低。
工程实践中，独立串联系统使用很多。对于一般电子设备，各分系统的功能对于系统来说都是必不可少的，而且每个分系统故障的发生与否对其他分系统的故障发生与否不产生影响，所以属于独立的串联结构。
2 并联系统
如果整机系统是由m个单元组成，只要其中任意一个单元能正常工作，则整个系统就能正常工作。换句话说，只有m个单元部件全部失效，则系统才失效。这样的系统称为并联系统，其结构模型用图1-3表示。
假定系统中m个单元是相互独立的，每个单元的可靠度为Ri，则累积失效概率（即不可靠度）为Fi。因为并联系统失效，则此系统中每个单元都失效，根据概率乘法的法则，系统的累积失效概率为：
由此可以知道：
（1）系统的可靠性值高于可靠性值最高的部件的可靠性值。
（2）可靠性值最高的元件对系统的可靠性影响最大。
（3）可靠性最高的元件最后失效。提升可靠性值最高的部件，对提升整个系统的影响最快最明显。
（4）增加纯并联系统的部件数量，系统可靠性值提升。但要考虑到重量、成本、体积等。
二、印制电路板的可靠性预计
产品的可靠性预计就是估计产品在给定条件下的可靠性，它根据各组成单元、元器件以及电路板的可靠性来推测产品的可靠性，这是一个由局部到整体、由小到大、自下往上的过程，其价值就在于作为设计手段为设计决策提供依据。为了达到预计的及时性，在设计的不同阶段可采用不同的预计方法，由粗到细，随着研制工作的深化而不断细化。
可靠度分析和可靠性预计是可靠性定量设计的重要任务，两者是相辅相成的，在设备设计的各个阶段（如方案论证、初步设计、详细设计阶段）均要反复进行多次，力争最优化，提高产品的可靠度。
产品质量的好坏，涉及产品的方方面面，但是，最重要的一个方面是设计，因为产品质量的任何方面终究是设计出来的。所以，为了提高产品的质量，至关重要的是提高产品的设计质量。而要保证设计质量，非常关键的一点是在项目管理厂作中加强可靠性设计评审的力度，建立全面可靠的可靠性管理和可靠性设计评审制度。
三、印制电路板的可靠性试验
可靠性试验就是以自然环境或用人工模拟的方法实现各种参数对产品工作状况的试验考核。根据试验目的不同，可靠性试验分为：
（1）环境测试（自然环境测试和人工模拟试验）；
（2）EMC测试；
（3）外观测试；
（4）寿命测试；
（5）软件测试；
（6）其他测试.
1 环境测试
国内外大量统计资料表明：产品失效的基本原因，大部分是由环境因素引起的。可见环境对产品影响的重要性和环境试验的必要性。可靠性试验就是以自然环境或用人工模拟的方法实现环境参数对产品的试验考核，从而暴露和发现产品在设计、器件选用以及工艺等方面的缺陷和隐患，通过改进设计，以提高产品质量和环境适应性能力。
1.自然环境的现场试验
此试验一般是将设备交付用户使用时，由用户在设备的实际使用工作条件和环境下，根据累计工作时间和累积失效数据，用数理统计方法获取设备的实际可靠性数据。军用通信设备有一些就是采用这种试验方法以考核设备性能和可靠性的。
2.实验室中的人工模拟试验
这就是通常所说的环境试验。这种试验是在实验室内，模拟现场的使用条件和环境应力进行，并将累计的试验时间和累积的失效数据用数理统计处理，以获取设备的可靠性数据。产品在使用过程中，有不同的使用环境（有些安装在室外、有些随身携带、有些装在船上等等），会受到不同环境的应力（有些受到风吹雨淋、有些受到振动与跌落、有些受到盐雾蚀侵等等）。为了确认产品能在这些环境下正常工作，国家标准、行业标准都要求产品在模拟环境下进行一些测试项目，这些测试项目包括：
（1）高温测试（高温运行、高温贮存）；
（2）低温测试（低温运行、低温贮存）；
（3）高低温交变测试（温度循环测试、热冲击测试）；
（4）高温高湿测试（湿热贮存、湿热循环）；
（5）机械振动测试（随机振动测试、扫频振动测试）；
（6）汽车运输测试（模拟运输测试、碰撞测试）；
（7）机械冲击测试；
（8）开关电测试；
（9）电源拉偏测试；
（10）冷启动测试；
（1）盐雾测试；
（12）雨淋测试；
（13）尘砂测试；
（14）雷击测试。
上面14项概括了产品在实际使用过程中可能碰到的外界环境。实际测试时，因为各产品本身属性的相差较远、使用环境相差也很大，各公司可以根据产品的特点，适当选取、增加、删除一些项目来进行；也可以根据产品特定的使用环境与使用方法，自行设计一些新测试项目，以验证产品是否能长期工作。当然，产品对应的国家标准、行业标准中要求的必测试项目，是必须进行的。
2 测试
随着电子产品越来越多地采用低功耗、高速度、高集成度的LSI电路，使得这些系统比以往任何时候更容易受到电磁干扰的威胁。而与此同时，大功率设备及移动通信和无线寻呼的广泛应用等，又大大增加了电磁骚扰的发生源，因此应提高产品本身抗：于扰能力，即要求产品必须具备在一定的电磁环境下正常工作的能力。某些产品在EMC方面的测试是国家强制要求进行的。通常状况下，EMC测试需要进行如下项目：
（1）传导发射；
（2）辐射发射；
（3）静电抗扰性测试；
（4）电快速脉冲串抗扰性测试；
（5）浪涌抗扰性测试；
（6）射频辐射抗扰性；
（7）传导抗扰性：
（8）电源跌落抗扰性；
（9）工频磁场抗扰性；
（10）电力线接触；
（11）电力线感应。
3. 外观测试
产品外观的好坏以及耐用度是也是一个关键的指标。通常情况下，外观测试需要进行如下项目：
（1）附着力测试；
（2）耐磨性测试；
（3）耐酸性测试；
（4）耐碱性测试；
（5）耐手汗测试；
（6）耐化妆品测试；
（7）硬度测试；
（8）压力形变测试。
4. 寿命测试
寿命测试就是对产品容易损耗和损坏的部件及系统，进行一个使用最大次数或者使用最
长时间的测试，以充分衡量产品在日常使用中的寿命。通常情况下，寿命测试需要进行如下
项目：
（1）活动部件的活动次数；
（2）配件的使用寿命；
（3）模块的正常工作时间；
（4）拨插联结器件的拨插次数；
（5）模块的老化时间。
5. 软件测试
随着产品的发展，软件在产品中的比重越来越大，软件的可靠性也由曾经被人们忽视发展到现在的越来越受到重视。但是，目前对软件的可靠性测试和可靠性管理方面还是只是停留在初步阶段。相信随着可靠性的发展，软件的测试会日益发展。通常情况下，软件测试需要进行如下项目：
（1）基本性能测试；
（2）基本操作测试；
（3）兼容性；
（4）稳定性；
（5）边界测试；
（6）竞争测试；
（7）压迫测试；
（8）异常条件测试。
上述测试中，对于可以找到国家标准、行业标准的产品，应按国家标准，行业标准的要求执行；对于找不到国家标准、行业标准的产品，就只能进行对比测试。对比测试就是用至少两种产品在同一状况下进行测试，然后测量各产品的性能，找出一系列数据，判定被测产品哪一种更好。
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