Verbetering van de veiligheid: PCB-kwaliteitsupgradestrategieën voor gedifferentieerde noodverlichtingsproducten

Gebaseerd op de belangrijkste punten van PCB-productieprocessen, voor producten zoals noodverlichting en uitgangsborden die hoge eisen stellen betrouwbaarheid, veiligheid en duurzaamheid , kunnen we de volgende specifieke aanbevelingen voor verbetering van de productkwaliteit voorstellen.

De kernvereiste voor deze producten is dat ze in noodsituaties (zoals brand of stroomuitval) 100% van de tijd correct moeten werken en stabiel moeten functioneren, terwijl ze bestand zijn tegen zware omgevingsomstandigheden.

Ontwerpverbeteringen voor hoge betrouwbaarheid en veiligheid

DFM en DFR (Reliability Ontwerp) gecombineerd

Aanbeveling: Voeg naast de standaardcontroles op de maakbaarheid binnen de DFM-analyse ook een speciale betrouwbaarheidsbeoordeling toe.
Specifieke maatregelen:
Vergroot de breedte en afstand van kopersporen: Voor het energiebeheergedeelte dat verantwoordelijk is voor het opladen van de batterij en het LED-drivergedeelte moeten de stroom- en aardingssporen op passende wijze worden uitgebreid om de temperatuurstijging bij hoge stroomsterkte te verminderen, waardoor de betrouwbaarheid op lange termijn wordt verbeterd.
Verbeter het thermische ontwerp: Gebruik tijdens het PCB-ontwerp thermische simulatiesoftware om de distributie van warmtegenererende componenten zoals de MCU en vermogens-MOSFET's te analyseren. Het wordt aanbevolen om reeksen thermische via's onder warmtegenererende componenten te ontwerpen om warmte over te dragen naar de achterste koperlaag. Voor producten met een hoog vermogen is het raadzaam om metalen substraten (bijvoorbeeld aluminium) te gebruiken om de warmteafvoer aanzienlijk te verbeteren en de levensduur van LED-bronnen en componenten te verlengen.
Beveiligingscircuits toevoegen: Reserveer of integreer posities op de printplaat voor transiënte spanningsonderdrukkingsdiodes (TVS), varistoren en andere beschermende elementen om de weerstand van het product tegen netspanningsschommelingen en spanningspieken te verbeteren.

Verbeteringen in materiaalselectie

Gebruik van platen met hoge Tg (glasovergangstemperatuur).

Aanbeveling: Verplicht het gebruik van FR-4-platen met Tg ≥ 170°C of materialen met hogere prestaties.
Reden: Noodverlichting en indicatoren kunnen worden geïnstalleerd op plafonds of in gangen, waar de omgevingstemperaturen relatief hoog zijn. Platen met een hoge Tg behouden de mechanische sterkte en stabiliteit bij hoge temperaturen, waardoor verweking, delaminatie of kromtrekken tijdens langdurig gebruik of in geval van oververhitting (zoals bij beginnende branden) effectief wordt voorkomen.

Selectie van duurzamere oppervlakteafwerkingen

Aanbeveling: Geef de voorkeur aan ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) of hard goud voor het opladen van contacten of knoppen.
Reden:
ENIG: Biedt een vlak oppervlak dat geschikt is voor langdurige opslag van batterijen, waardoor soldeerfouten als gevolg van oppervlakteoxidatie worden voorkomen en meerdere loodvrije reflow-cycli worden doorstaan; het is slijtvaster dan OSP- of tinafwerkingen.
Hard vergulden: Voor externe testknoppen of oplaadcontacten is de harde goudbehandeling bestand tegen tienduizenden mechanische handelingen, waardoor betrouwbaar contact wordt gegarandeerd.

Gebruik van dikke koperen PCB's

Aanbeveling: Overweeg een koperdikte van 1 oz (35 μm) of meer te gebruiken voor vermogenscircuitsecties.
Reden: Dikker koper verhoogt de stroomvoerende capaciteit, vermindert de weerstand en de warmteontwikkeling en zorgt voor een stabiele werking onder langdurige noodsituaties.

Verbeteringen in de controle van het productieproces

Strikte implementatie van hoogwaardige metallisatie van gaten

Aanbeveling: Bevorder horizontaal galvaniseren en controleer de koperdikte van gatwanden nauwlettend.
Reden: De betrouwbaarheid van doorgaande gaten heeft een directe invloed op de connectiviteit tussen de lagen. Door te zorgen voor een uniforme en conforme koperdikte van de gatwand (bijv. ≥ 25 μm) wordt breuk veroorzaakt door overmatige stroom of thermische uitzetting/contractie voorkomen, wat tot systeemstoringen zou kunnen leiden. Dit is van cruciaal belang bij levensveiligheidssystemen.

Versterk het soldeermaskerproces

Aanbeveling: Gebruik zeer betrouwbare, goed isolerende, vergelingsbestendige soldeermaskerinkt en zorg voor een uniforme dikte die alle sporen bedekt.
Reden:
Hoge isolatie: Voorkomt tracking of kortsluiting in vochtige of stoffige omgevingen.
Vergelingsweerstand: Behoudt de helderheid en het uiterlijk van het paneel na verloop van tijd, waardoor verminderde lichttransmissie als gevolg van UV-blootstelling of veroudering wordt vermeden.
Goede hechting: Voorkomt dat het soldeermasker loslaat bij temperatuurschommelingen, waardoor sporen zichtbaar kunnen worden.

Implementeer strengere inbrandtests

Aanbeveling: Voer na de PCB-assemblage inbrandtests met hoge/lage temperatuurcycli en langdurige werkingstests bij volledige belasting uit.
Specifieke maatregelen: Plaats het product in hoge (bijv. 60 °C) en lage (bijv. -10 °C) temperatuurcycli, waarbij stroomuitval- en noodverlichtingsscenario's worden gesimuleerd om vroegtijdige componentstoringen en soldeerfouten vooraf te screenen.

Verbeteringen in de kwaliteitscontrole

100% elektrische en functionele tests

Aanbeveling: Niet alleen moeten PCB's 100% vliegende sondetests ondergaan, maar eindproducten moeten ook 100% functionele verificatie ondergaan.
Inhoud testen: Simuleer een stroomstoring om de noodschakeltijd, verlichtingsduur, naleving van de helderheid en alarmfunctionaliteit (indien van toepassing) te testen.

Integreer röntgeninspectie (AXI)

Aanbeveling: Voer AXI-bemonstering of volledige inspectie uit op belangrijke componenten (bijv. BGA-verpakte MCU, QFN-stroomchips).
Reden: Deze componenten hebben pinnen aan de onderkant, die niet visueel of via AOI kunnen worden gecontroleerd op soldeerdefecten zoals koude verbindingen, overbruggingen of holtes. AXI maakt interne inspectie van soldeerverbindingen mogelijk, waardoor de betrouwbaarheid wordt gegarandeerd.

PCB-kwaliteitsverbetering Focus voor noodverlichting/uitgangsborden

Door gerichte versterking en verbetering uit te voeren in elk van de bovengenoemde schakels, kan de kernkwaliteit van noodverlichting en uitgangsbordproducten aanzienlijk worden verbeterd, waardoor ze op betrouwbare wijze hun missie kunnen vervullen: het begeleiden van het ‘levenskanaal’ op kritieke momenten.