Повышение безопасности: стратегии повышения качества печатных плат для дифференцированных продуктов аварийного освещения

На основе ключевых моментов процессов производства печатных плат для таких продуктов, как аварийное освещение и указатели выхода, требующих высокого уровня надежность, безопасность и долговечность , мы можем предложить следующие конкретные рекомендации по улучшению качества продукции.

Основное требование к этим продуктам заключается в том, что в чрезвычайных ситуациях (например, при пожаре или отключении электроэнергии) они должны работать правильно в течение 100% времени и стабильно, выдерживая при этом суровые условия окружающей среды.

Улучшения конструкции для повышения надежности и безопасности

DFM и DFR (проектирование надежности) в сочетании

Рекомендация: В дополнение к стандартным проверкам технологичности в анализ DFM включите специальную оценку надежности.
Конкретные меры:
Увеличьте ширину и расстояние между медными дорожками: Для секции управления питанием, отвечающей за зарядку аккумулятора, и секции драйвера светодиодов необходимо соответствующим образом расширить дорожки питания и заземления, чтобы уменьшить повышение температуры при сильном токе, тем самым повысив долгосрочную надежность.
Улучшение теплового дизайна: При проектировании печатной платы используйте программное обеспечение для теплового моделирования для анализа распределения тепловыделяющих компонентов, таких как микроконтроллер и силовые МОП-транзисторы. Рекомендуется спроектировать массивы тепловых отверстий под тепловыделяющими компонентами для передачи тепла к заднему медному слою. Для изделий большой мощности целесообразно использовать металлические подложки (например, алюминиевые), чтобы значительно улучшить теплоотвод и продлить срок службы светодиодных источников и компонентов.
Добавьте защитные схемы: Зарезервируйте или интегрируйте на печатной плате позиции для диодов подавления переходных напряжений (TVS), варисторов и других защитных элементов, чтобы повысить устойчивость продукта к колебаниям и скачкам напряжения в сети.

Улучшения выбора материалов

Использование плит с высокой Tg (температурой стеклования)

Рекомендация: Обязательно используйте плиты FR-4 с Tg ≥ 170°C или материалы с более высокими характеристиками.
Обоснование: Аварийное освещение а индикаторы можно устанавливать на потолках или в коридорах, где температура окружающей среды относительно высока. Плиты с высоким Tg сохраняют механическую прочность и стабильность при повышенных температурах, эффективно предотвращая размягчение, расслоение или деформацию во время длительного использования или в случаях перегрева (например, при пожаре на ранней стадии).

Выбор более прочной отделки поверхности

Рекомендация: Предпочитайте ENIG (электрическое никель-погружение в золото) или твердое золотое покрытие для контактов или кнопок зарядки.
Обоснование:
ЭНИГ: Обеспечивает ровную поверхность, подходящую для длительного хранения аккумуляторов, предотвращает дефекты пайки из-за окисления поверхности и выдерживает несколько циклов оплавления без свинца; он более износостойкий, чем покрытия OSP или олово.
Твердое золотое покрытие: Для внешних тестовых кнопок или контактов зарядки обработка твердым золотом выдерживает десятки тысяч механических операций, обеспечивая надежный контакт.

Использование толстых медных печатных плат

Рекомендация: Рассмотрите возможность использования меди толщиной 1 унция (35 мкм) или более для секций силовой цепи.
Обоснование: Более толстая медь увеличивает допустимую токовую нагрузку, снижает сопротивление и тепловыделение, а также обеспечивает стабильную работу в длительных аварийных условиях.

Улучшения контроля производственного процесса

Строгое соблюдение высоких стандартов металлизации отверстий

Рекомендация: Продвигайте горизонтальную гальванотехнику и внимательно контролируйте толщину меди на стенках отверстий.
Обоснование: Надежность сквозных отверстий напрямую влияет на межслойную связь. Обеспечение одинаковой и подходящей толщины меди на стенках отверстий (например, ≥ 25 мкм) предотвращает поломку, вызванную чрезмерным током или тепловым расширением/сжатием, которые могут привести к сбою системы. Это имеет решающее значение в системах безопасности жизнедеятельности.

Усиление процесса паяльной маски

Рекомендация: Используйте высоконадежные, хорошо изолирующие, устойчивые к пожелтению чернила для паяльной маски и обеспечьте равномерную толщину, покрывающую все следы.
Обоснование:
Высокая изоляция: Предотвращает отслеживание или короткие замыкания во влажной или пыльной среде.
Устойчивость к пожелтению: Сохраняет яркость и внешний вид панели с течением времени, избегая снижения светопропускания из-за воздействия ультрафиолета или старения.
Хорошая адгезия: Предотвращает отслаивание паяльной маски при перепадах температуры, в результате которого могут появиться следы.

Внедрить более строгое тестирование на работоспособность

Рекомендация: После сборки печатной платы проведите тесты на приработку при высоких/низких температурах и тесты на длительную работу при полной нагрузке.
Конкретные меры: Поместите изделие в циклы высокой (например, 60°C) и низкой (например, -10°C) температур, имитируя сценарии сбоя питания и аварийного освещения, чтобы заранее выявить ранние неисправности компонентов и дефекты пайки.

Улучшения контроля качества

100% электрические и функциональные испытания

Рекомендация: Не только печатные платы должны пройти 100% тестирование летающими зондами, но и готовая продукция также должна пройти 100% функциональную проверку.
Содержание тестирования: Имитируйте сбой основного питания, чтобы проверить время аварийного переключения, продолжительность освещения, соответствие яркости и функциональность сигнализации (если применимо).

Включить рентгеновский контроль (AXI)

Рекомендация: Выполните выборку AXI или полную проверку ключевых компонентов (например, микроконтроллера в корпусе BGA, микросхем питания QFN).
Обоснование: Эти компоненты имеют контакты внизу, которые нельзя проверить визуально или с помощью AOI на наличие дефектов пайки, таких как холодные соединения, перемычки или пустоты. AXI позволяет осуществлять внутренний осмотр паяных соединений, обеспечивая надежность.

Улучшение качества печатных плат для аварийного освещения/указателей выхода

Путем целенаправленного усиления и улучшения каждого из вышеупомянутых звеньев можно значительно улучшить основное качество аварийных светильников и указателей выхода, гарантируя, что они смогут надежно выполнять свою миссию по управлению «каналом жизни» в критические моменты.