Zweifellos werden an Elektronikprodukte, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, stets höhere Anforderungen gestellt als an solche in normalen Umgebungen. Die Herstellung von Elektronikprodukten, die in feindlichen Umgebungen eingesetzt werden sollen, umfasst hauptsächlich den Bereich des Leiterplattendesigns,LeiterplattenherstellungzuLeiterplattenbestückungall dies bestimmt die Leistung und Zuverlässigkeit von Leiterplatten und elektronischen Endprodukten in Umgebungen mit extremen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit. Als Kernstück elektronischer Produkte spielen Leiterplatten eine bedeutende Rolle bei der Steuerung ihrer Leistung.
Daher wird dieser Artikel die wichtigsten Aspekte der Herstellung von Elektronikprodukten für extreme Umgebungen auf der Grundlage von Details während des PCB-Designs erörtern,LeiterplattenherstellungundVerfahren zur Leiterplattenbestückung.
Leiterplattendesign
Wenn der Betriebsstrom einer Platine auf 5 Ampere ausgelegt ist, ist es am besten, bereits vor Layout und Simulation einen Puffer hinzuzufügen, der eine Warnfunktion übernimmt, sobald der Betriebsstrom den Warnpegel erreicht. Dadurch wird verhindert, dass das Endprodukt beschädigt wird, selbst wenn es während des Einsatzes extremen Temperaturen ausgesetzt ist und der Betriebsstrom ansteigt.
Wenn eine sechslagige Leiterplatte in einer extremen Umgebung eingesetzt werden soll, ist es optimal, zwei zusätzliche Lagen hinzuzufügen, um die Möglichkeit von Übersprechen zu verringern, da das Hinzufügen von zwei Lagen in der Lage ist, mehr Masse bereitzustellen. Je solider die Masse ist, desto besser werden die Signale voneinander getrennt. Darüber hinaus ist das Hinzufügen von zwei Lagen auch vorteilhaft, damit die Leiterplatte frei von gemischten Signalstörungen bleibt und das SNR (Signal-Rausch-Verhältnis) in einem akzeptablen Bereich gehalten wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Leiterplatte um 15 % bis 20 % erhöht werden.
Eine Abschirmung sollte zu wichtigen Schaltungen, insbesondere Takt-Schaltungen, hinzugefügt werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Leiterplatte ebenfalls um 15 % bis 20 % erhöht werden kann. Bei HF-Schaltungen wird empfohlen, eine Aluminiumabschirmung hinzuzufügen, sodass empfindliche Signale voneinander getrennt werden und klar sowie sauber bleiben.
Optimierungsmaßnahmen für das PCB-Design können auch aus folgenden Aspekten erfolgen: Hinzufügen von Redundanzmodi, Bauteilauswahl, Rückkopplungsschaltung, Überwachungsschaltung sowie zusätzlicher Schutz und Warnfunktionen für analoge/digitale Signale.
Leiterplattenherstellung
Leiterplattenmaterialmuss bei der Leiterplattenherstellung und dem Layout vollständig berücksichtigt werden. Sobald von extremen Umgebungen die Rede ist, sollte ein Material ausgewählt werden, das extrem hohen Temperaturen standhält, wie etwa FR4-008 oder ein Polyimid-Substratmaterial, das nicht nur extremen Temperaturen widerstehen kann, sondern auch nicht unter extremer Hitze delaminiert und zudem nicht dazu führt, dass der Lötstopplack abblättert.
Da Leiterplatten, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, in der Regel extremen Temperaturen und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, sollte ein Verziehen der Leiterplatte verhindert werden, da ein Verzug möglicherweise Leiterbahnen unterbricht, Lötstellen beschädigt und dadurch während des Einsatzes zu Problemen führen kann.
Leiterplattenbestückung
Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten erfordern die Leiterplatten, die in feindlichen Umgebungen eingesetzt werden müssen, eine besonders hohe Zuverlässigkeit. WährendVerfahren zur Leiterplattenbestückung, Inspektionen müssen durchgeführt werden, um die Qualität der Fertigprodukte zu gewährleisten. Zum Beispiel,AOI (Automatisierte Optische Inspektion)Das Instrument sollte verwendet werden, um die Leistung von Lötstellen zu überprüfen; ein Lotpastendickenmessgerät wird verwendet, um zu beurteilen, ob die Lotpaste die optimale Dicke aufweist, die in den späteren Schritten der SMT- (Surface-Mount-Technology-) Bestückung zu einem reibungslosen Reflow-Lötprozess beiträgt.
Abgesehen von professionellen Inspektionen,erster ArtikelInspektion und Freigabe sind auch für elektronische Produkte, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, von großer Bedeutung. Die Erstmusterprüfung umfasst Temperaturwechseltests, Fall- und Schwingtests, mechanische Festigkeitstests usw. Alle Inspektionen und Tests ermöglichen es, alle Probleme bereits zu Beginn der Produktentwicklung zu lösen, um zu verhindern, dass sie in realen Anwendungen katastrophale Folgen nach sich ziehen.
Nun, es ist kaum möglich, alle Aspekte aufzulisten, die bei der Herstellung elektronischer Produkte für den Einsatz in extremen Umgebungen zu berücksichtigen sind. Obwohl dieser Artikel Ihnen alle möglichen Aspekte und Lösungen für elektronische Produkte in extremen Umgebungen aufzeigen kann, steht hohe Qualität dennoch an erster Stelle. Die optimale Lösung liegt in Ihrer Zusammenarbeit mit einem zuverlässigen Leiterplattenlösungsanbieter, der Sie in zahlreichen wichtigen Bereichen unterstützen kann, darunter Co-Design auf Basis von Kostenreduzierung und Leistungsoptimierung, erfahrene One-Stop-PCB-Lösungen usw.
Außerdem sollten OEMs (Originalgerätehersteller) bedenken, dass die Kosten für elektronische Produkte, die in extremen Umgebungen eingesetzt werden, steigen müssen. Daher ist ein zuverlässigerEMS (Elektronikfertigungsdienstleistung)Auf den Anbieter sollte man sich verlassen, da er in der Elektronikindustrie ausreichend erfahren ist, um das Beste aus dem herauszuholen, was von seinen Kunden bereitgestellt wurde. Darüber hinaus wird die Situation deutlich besser sein, wenn EMS-Anbieter nach IPC, ROHS, ISO9001 usw. zertifiziert sind, da die Leistungsfähigkeit der Produkte vollständig garantiert werden kann.
