Indubbiamente, sono sempre stati posti requisiti più elevati ai prodotti elettronici che verranno utilizzati in ambienti estremi rispetto a quelli in ambienti ordinari. La produzione di prodotti elettronici che verranno utilizzati in ambienti ostili riguarda principalmente la progettazione dei PCB,Fabbricazione di PCBaAssemblaggio PCBtutti fattori che determinano le prestazioni e l’affidabilità dei PCB e dei prodotti elettronici finali in ambienti con temperature o umidità estreme. In quanto componente centrale dei prodotti elettronici, i PCB svolgono un ruolo significativo nel controllo delle loro prestazioni.
Pertanto, questo articolo discuterà le principali problematiche della produzione di prodotti elettronici per ambienti estremi sulla base dei dettagli relativi alla progettazione dei PCB,Fabbricazione di PCBeProcedure di assemblaggio PCB.
Progettazione PCB
Quando la corrente di lavoro di una scheda è progettata per essere di 5 ampere, è meglio, prima del layout e della simulazione, aggiungere un buffer che svolga la funzione di allarme una volta che la corrente di lavoro raggiunge il livello di avviso. Di conseguenza, anche se il prodotto finale è esposto a calore estremo durante il suo utilizzo e la corrente di lavoro aumenta, non subirà danni.
Quando un PCB a 6 strati è pronto per essere utilizzato in ambienti estremi, è ottimale aggiungervi due strati per ridurre la possibilità di diafonia, poiché l’aggiunta di due strati è in grado di fornire più massa. Quanto più il piano di massa è solido, tanto meglio i segnali risultano separati. Inoltre, aggiungere due strati è anche vantaggioso per evitare che la scheda elettronica subisca interferenze da segnali misti e per mantenere il SNR (Signal-to-Noise Ratio) in un intervallo accettabile. Di conseguenza, l’affidabilità del PCB può aumentare dal 15% al 20%.
È opportuno aggiungere schermature ai circuiti chiave, in particolare ai circuiti di clock, grazie alle quali l’affidabilità del PCB può aumentare anche dal 15% al 20%. Per quanto riguarda i circuiti RF, si consiglia di aggiungere schermature in alluminio in modo che i segnali sensibili possano essere separati tra loro e risultare chiari e puliti.
Le misure di ottimizzazione del design PCB possono essere adottate anche dai seguenti aspetti: aggiunta di modalità ridondanti, prelievo dei componenti, circuito di feedback, circuito di monitoraggio e protezione aggiuntiva e avvisi sui segnali analogici/digitali.
Fabbricazione di PCB
Materiale PCBdeve essere completamente considerato nella fabbricazione e nel layout del PCB. Per quanto riguarda l’ambiente estremo, il materiale dovrebbe essere scelto in modo da resistere a temperature estremamente elevate, come il materiale del substrato FR4-008 o poliimmide che non solo può resistere a temperature estremamente alte, ma non si delamina sotto calore estremo e non provoca nemmeno il distacco del film della solder mask.
Poiché i PCB che verranno utilizzati in ambienti estremi devono solitamente affrontare calore estremo e forti sbalzi di temperatura, è necessario evitare che il circuito stampato si deformi, perché la deformazione potrebbe interrompere i circuiti, danneggiare le giunzioni di saldatura e causare problemi durante il suo impiego.
Assemblaggio PCB
Rispetto ai PCB ordinari, le schede a circuito che devono essere utilizzate in ambienti ostili richiedono un’affidabilità particolarmente elevata. DuranteProcedura di assemblaggio PCB, devono essere effettuate ispezioni per garantire la qualità dei prodotti finiti. Ad esempio,AOI (Ispezione Ottica Automatica)lo strumento dovrebbe essere utilizzato per ispezionare le prestazioni delle giunzioni di saldatura; il misuratore dello spessore della pasta saldante viene utilizzato per valutare se la pasta saldante presenta uno spessore ottimale che contribuirà a un riflusso di saldatura regolare nelle fasi successive dell’assemblaggio SMT (Surface Mount Technology).
A parte le ispezioni professionali,primo articoloL’ispezione e l’approvazione sono inoltre di grande importanza per i prodotti elettronici utilizzati in ambienti estremi. L’ispezione del primo articolo comprende prove di ciclaggio termico, prove di caduta e oscillazione, prove di resistenza meccanica, ecc. Tutte le ispezioni e i test consentono di risolvere tutti i problemi già nelle prime fasi dell’ingegneria del prodotto, evitando che causino risultati catastrofici nelle applicazioni reali.
È quasi impossibile elencare tutte le problematiche legate alla produzione di prodotti elettronici utilizzati in ambienti estremi. Sebbene questo articolo possa illustrarti tutte le possibili criticità e soluzioni per i prodotti elettronici impiegati in condizioni estreme, la qualità elevata rimane comunque al primo posto. La soluzione ottimale risiede nella collaborazione con un fornitore affidabile di soluzioni PCB che possa assisterti in numerosi aspetti importanti, tra cui la co-progettazione basata sulla riduzione dei costi e l’ottimizzazione delle prestazioni, nonché soluzioni PCB complete e di tipo one-stop supportate da grande esperienza.
Inoltre, gli OEM (Original Equipment Manufacturers) devono tenere presente che il costo dei prodotti elettronici utilizzati in ambienti estremi deve aumentare. Pertanto, un affidabileEMS (Electronics Manufacturing Service)ci si dovrebbe affidare al fornitore, poiché ha sufficiente esperienza nel settore dell’elettronica per trarre il massimo da ciò che è stato fornito dai propri clienti. Inoltre, la situazione sarà molto migliore quando i fornitori EMS saranno certificati da IPC, ROHS, ISO9001 ecc., poiché le prestazioni dei prodotti potranno essere completamente garantite.
