Miglioramento della sicurezza: strategie di miglioramento della qualità dei PCB per prodotti differenziati di illuminazione di emergenza

Basato sui punti chiave dei processi di produzione di PCB, per prodotti come luci di emergenza e segnali di uscita che richiedono elevati livelli di affidabilità, sicurezza e durata , possiamo proporre le seguenti raccomandazioni specifiche per il miglioramento della qualità del prodotto.

Il requisito fondamentale per questi prodotti è che, in situazioni di emergenza (come incendio o interruzione di corrente), funzionino correttamente il 100% delle volte e funzionino stabilmente, resistendo a condizioni ambientali difficili.

Miglioramenti della progettazione per elevata affidabilità e sicurezza

DFM e DFR (Progettazione dell'affidabilità) combinati

Raccomandazione: Oltre ai controlli standard di producibilità nell'ambito dell'analisi DFM, includere una valutazione dell'affidabilità dedicata.
Misure specifiche:
Aumenta la larghezza e la spaziatura della traccia di rame: Per la sezione di gestione dell'alimentazione responsabile della ricarica della batteria e della sezione del driver LED, allargare opportunamente le tracce di alimentazione e di terra per ridurre l'aumento di temperatura in caso di corrente elevata, migliorando così l'affidabilità a lungo termine.
Migliora la progettazione termica: Durante la progettazione del PCB, utilizza il software di simulazione termica per analizzare la distribuzione dei componenti che generano calore come MCU e MOSFET di potenza. Si consiglia di progettare serie di passaggi termici sotto i componenti che generano calore per trasferire il calore allo strato di rame posteriore. Per i prodotti ad alta potenza è consigliabile utilizzare substrati metallici (ad esempio alluminio) per migliorare significativamente la dissipazione del calore e prolungare la vita delle sorgenti e dei componenti LED.
Aggiungi circuiti di protezione: Riservare o integrare posizioni sulla scheda PCB per diodi di soppressione della tensione transitoria (TVS), varistori e altri elementi protettivi per migliorare la resistenza del prodotto alle fluttuazioni e alle sovratensioni di rete.

Miglioramenti nella selezione dei materiali

Utilizzo di pannelli ad alta Tg (temperatura di transizione vetrosa).

Raccomandazione: Obbligare l'utilizzo di pannelli FR-4 con Tg ≥ 170°C o materiali più performanti.
Motivazione: Luci di emergenza e gli indicatori possono essere installati sui soffitti o nei corridoi, dove le temperature ambientali sono relativamente elevate. I pannelli ad alta Tg mantengono la resistenza meccanica e la stabilità a temperature elevate, prevenendo efficacemente rammollimento, delaminazione o deformazione durante l'uso a lungo termine o in caso di surriscaldamento (come negli incendi in fase iniziale).

Selezione di finiture superficiali più durevoli

Raccomandazione: Preferire ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) o placcatura in oro duro per caricare contatti o pulsanti.
Motivazione:
ENIG: Fornisce una superficie piana adatta per la conservazione della batteria a lungo termine, prevenendo difetti di saldatura dovuti all'ossidazione superficiale e resistendo a molteplici cicli di riflusso senza piombo; è più resistente all'usura rispetto alle finiture OSP o stagnate.
Placcatura in oro duro: Per i pulsanti di test esterni o i contatti di ricarica, il trattamento in oro duro resiste a decine di migliaia di operazioni meccaniche, garantendo un contatto affidabile.

Utilizzo di PCB in rame spesso

Raccomandazione: Considerare l'utilizzo di uno spessore di rame pari o superiore a 35 μm (1 oncia) per le sezioni del circuito di alimentazione.
Motivazione: Il rame più spesso aumenta la capacità di trasporto di corrente, riduce la resistenza e la generazione di calore e garantisce un funzionamento stabile in condizioni di emergenza prolungate.

Miglioramenti del controllo del processo di produzione

Attuazione rigorosa della metallizzazione dei fori di alto livello

Raccomandazione: Promuovere la galvanica orizzontale e monitorare da vicino lo spessore del rame delle pareti dei fori.
Motivazione: L'affidabilità dei fori passanti influisce direttamente sulla connettività tra strati. Garantire uno spessore del rame della parete del foro uniforme e conforme (ad esempio, ≥ 25 μm) previene la rottura causata da corrente eccessiva o espansione/contrazione termica, che potrebbe portare al guasto del sistema. Questo è fondamentale nei sistemi di sicurezza della vita.

Rafforzare il processo Soldermask

Raccomandazione: Utilizzare inchiostro per maschera di saldatura ad alta affidabilità, alto isolamento e resistente all'ingiallimento e garantire uno spessore uniforme che copra tutte le tracce.
Motivazione:
Alto isolamento: Previene tracciamenti o cortocircuiti in ambienti umidi o polverosi.
Resistenza all'ingiallimento: Mantiene la brillantezza e l'aspetto del pannello nel tempo, evitando una ridotta trasmissione della luce dovuta all'esposizione ai raggi UV o all'invecchiamento.
Buona adesione: Previene il distacco della maschera di saldatura in seguito a variazioni di temperatura, che potrebbero esporre tracce.

Implementa test di burn-in più rigorosi

Raccomandazione: Dopo l'assemblaggio del PCB, condurre test di burn-in del ciclo ad alta/bassa temperatura e test di funzionamento a pieno carico a lungo termine.
Misure specifiche: Posizionare il prodotto in cicli di temperatura alta (ad esempio, 60°C) e bassa (ad esempio, -10°C), simulando interruzioni di corrente e scenari di illuminazione di emergenza per effettuare uno screening preliminare dei guasti precoci dei componenti e dei difetti di saldatura.

Miglioramenti del controllo qualità

Test elettrici e funzionali al 100%.

Raccomandazione: Non solo i PCB dovrebbero essere sottoposti al test con sonde mobili al 100%, ma anche i prodotti finiti devono essere sottoposti a una verifica funzionale al 100%.
Test dei contenuti: Simulare l'interruzione dell'alimentazione principale per testare il tempo di commutazione di emergenza, la durata dell'illuminazione, la conformità della luminosità e la funzionalità dell'allarme (se applicabile).

Incorporare l'ispezione a raggi X (AXI)

Raccomandazione: Eseguire il campionamento AXI o l'ispezione completa sui componenti chiave (ad esempio, MCU con pacchetto BGA, chip di alimentazione QFN).
Motivazione: Questi componenti hanno dei pin sotto, che non possono essere controllati visivamente o tramite AOI per difetti di saldatura come giunti freddi, ponti o vuoti. AXI consente l'ispezione interna dei giunti di saldatura, garantendone l'affidabilità.

Focus sul miglioramento della qualità del PCB per luci di emergenza/segnali di uscita

Eseguendo un rafforzamento e un miglioramento mirati in ciascuno dei collegamenti sopra menzionati, la qualità fondamentale dei prodotti per luci di emergenza e segnali di uscita può essere notevolmente migliorata, garantendo che possano svolgere in modo affidabile la loro missione di guidare il "canale della vita" nei momenti critici.