Améliorer la sécurité : Stratégies d'amélioration de la qualité des PCB pour des produits d'éclairage de secours différenciés

Basé sur les points clés des processus de fabrication des PCB, pour des produits tels que les éclairages de secours et les panneaux de sortie qui exigent des niveaux élevés de fiabilité, sécurité et durabilité , nous pouvons proposer les recommandations spécifiques suivantes pour l’amélioration de la qualité des produits.

L'exigence fondamentale de ces produits est que, dans des situations d'urgence (telles qu'un incendie ou une panne de courant), ils doivent fonctionner correctement à 100 % du temps et fonctionner de manière stable, tout en résistant à des conditions environnementales difficiles.

Améliorations de la conception pour une fiabilité et une sécurité élevées

DFM et DFR (Conception de fiabilité) combinés

Recommandation: En plus des contrôles de fabricabilité standard dans l'analyse DFM, incluez une évaluation de fiabilité dédiée.
Mesures spécifiques :
Augmentez la largeur et l’espacement des traces de cuivre : Pour la section de gestion de l'alimentation responsable de la charge de la batterie et la section du pilote de LED, élargissez de manière appropriée les traces d'alimentation et de masse pour réduire l'augmentation de la température en cas de courant élevé, améliorant ainsi la fiabilité à long terme.
Améliorez la conception thermique : Lors de la conception du PCB, utilisez un logiciel de simulation thermique pour analyser la répartition des composants générateurs de chaleur tels que le MCU et les MOSFET de puissance. Il est recommandé de concevoir des réseaux de vias thermiques sous les composants générateurs de chaleur pour transférer la chaleur vers la couche de cuivre arrière. Pour les produits de forte puissance, il est conseillé d'utiliser des substrats métalliques (aluminium par exemple) pour améliorer considérablement la dissipation thermique et prolonger la durée de vie des sources et composants LED.
Ajouter des circuits de protection : Réservez ou intégrez des positions sur le PCB pour les diodes de suppression de tension transitoire (TVS), les varistances et autres éléments de protection afin d'améliorer la résistance du produit aux fluctuations et aux surtensions du secteur.

Améliorations de la sélection des matériaux

Utilisation de cartes à haute Tg (température de transition vitreuse)

Recommandation: Obliger l'utilisation de cartes FR-4 avec Tg ≥ 170°C ou de matériaux plus performants.
Raisonnement: Lumières de secours et les indicateurs peuvent être installés au plafond ou dans les couloirs, où les températures ambiantes sont relativement élevées. Les panneaux à haute Tg maintiennent la résistance mécanique et la stabilité à des températures élevées, empêchant efficacement le ramollissement, le délaminage ou la déformation lors d'une utilisation à long terme ou en cas de surchauffe (comme lors d'incendies précoces).

Sélection de finitions de surface plus durables

Recommandation: Préférez l'ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) ou le placage or dur pour les contacts ou boutons de charge.
Raisonnement:
ENIG : Fournit une surface plane adaptée au stockage à long terme de la batterie, évitant les défauts de soudure dus à l'oxydation de la surface et résistant à plusieurs cycles de refusion sans plomb ; il est plus résistant à l'usure que les finitions OSP ou étain.
Plaqué or dur : Pour les boutons de test externes ou les contacts de charge, le traitement à l'or dur résiste à des dizaines de milliers d'opérations mécaniques, garantissant un contact fiable.

Utilisation de PCB en cuivre épais

Recommandation: Pensez à utiliser une épaisseur de cuivre de 1 oz (35 μm) ou plus pour les sections du circuit d'alimentation.
Raisonnement: Un cuivre plus épais augmente la capacité de transport de courant, réduit la résistance et la génération de chaleur et garantit un fonctionnement stable dans des conditions d'urgence prolongées.

Améliorations du contrôle des processus de production

Mise en œuvre stricte d'une métallisation des trous de haut niveau

Recommandation: Favorisez la galvanoplastie horizontale et surveillez de près l’épaisseur du cuivre des parois des trous.
Raisonnement: La fiabilité des trous traversants affecte directement la connectivité intercouche. Garantir une épaisseur de cuivre uniforme et conforme aux parois des trous (par exemple ≥ 25 μm) évite les ruptures causées par un courant excessif ou une dilatation/contraction thermique, qui pourraient entraîner une défaillance du système. Ceci est essentiel dans les systèmes de sécurité des personnes.

Renforcer le processus de masque de soudure

Recommandation: Utilisez une encre de masque de soudure de haute fiabilité, à haute isolation et résistante au jaunissement, et assurez-vous d'une épaisseur uniforme couvrant toutes les traces.
Raisonnement:
Isolation élevée : Empêche le traçage ou les courts-circuits dans les environnements humides ou poussiéreux.
Résistance au jaunissement : Maintient la luminosité et l’apparence du panneau au fil du temps, en évitant une transmission lumineuse réduite due à l’exposition aux UV ou au vieillissement.
Bonne adhérence : Empêche le pelage du masque de soudure sous l'effet des variations de température, ce qui pourrait exposer des traces.

Mettre en œuvre des tests de rodage plus stricts

Recommandation: Après l'assemblage du PCB, effectuez des tests de rodage par cycle haute/basse température et des tests de fonctionnement à pleine charge à long terme.
Mesures spécifiques : Placez le produit dans des cycles de température élevée (par exemple 60 °C) et basse (par exemple -10 °C), en simulant des scénarios de panne de courant et d'éclairage de secours afin de pré-détecter les pannes précoces de composants et les défauts de soudure.

Améliorations de l'inspection de la qualité

Tests 100 % électriques et fonctionnels

Recommandation: Non seulement les PCB doivent subir des tests à 100 % avec des sondes volantes, mais les produits finis doivent également subir une vérification fonctionnelle à 100 %.
Contenu des tests : Simulez une panne de courant principale pour tester le temps de commutation d'urgence, la durée d'éclairage, la conformité de la luminosité et la fonctionnalité d'alarme (le cas échéant).

Intégrer l’inspection aux rayons X (AXI)

Recommandation: Effectuez un échantillonnage AXI ou une inspection complète des composants clés (par exemple, MCU en boîtier BGA, puces d'alimentation QFN).
Raisonnement: Ces composants ont des broches en dessous, qui ne peuvent pas être vérifiées visuellement ou via AOI pour détecter des défauts de soudure tels que des joints froids, des ponts ou des vides. AXI permet une inspection interne des joints de soudure, garantissant ainsi la fiabilité.

Objectif d'amélioration de la qualité des PCB pour les éclairages de secours/panneaux de sortie

En procédant à un renforcement et à une amélioration ciblés de chacun des maillons mentionnés ci-dessus, la qualité de base des produits d'éclairage de secours et de signalisation de sortie peut être considérablement améliorée, garantissant qu'ils peuvent remplir de manière fiable leur mission de guider le « canal de la vie » aux moments critiques.