Mejora de la seguridad: estrategias de mejora de la calidad de las PCB para productos de iluminación de emergencia diferenciados

Basado en los puntos clave de los procesos de fabricación de PCB, para productos como luces de emergencia y señales de salida que exigen altos niveles de confiabilidad, seguridad y durabilidad , podemos proponer las siguientes recomendaciones específicas para mejorar la calidad del producto.

El requisito principal para estos productos es que, en situaciones de emergencia (como incendio o corte de energía), deben funcionar correctamente el 100% del tiempo y funcionar de manera estable, al tiempo que soportan condiciones ambientales adversas.

Mejoras de diseño para una alta confiabilidad y seguridad

DFM y DFR (diseño de confiabilidad) combinados

Recomendación: Además de las comprobaciones de capacidad de fabricación estándar dentro del análisis DFM, incluya una evaluación de confiabilidad dedicada.
Medidas específicas:
Aumente el ancho y el espaciado de las trazas de cobre: Para la sección de administración de energía responsable de cargar la batería y la sección del controlador LED, amplíe adecuadamente las trazas de energía y tierra para reducir el aumento de temperatura bajo alta corriente, mejorando así la confiabilidad a largo plazo.
Mejorar el diseño térmico: Durante el diseño de PCB, utilice software de simulación térmica para analizar la distribución de componentes generadores de calor, como la MCU y los MOSFET de potencia. Se recomienda diseñar conjuntos de vías térmicas debajo de los componentes generadores de calor para transferir calor a la capa posterior de cobre. Para productos de alta potencia, es aconsejable utilizar sustratos metálicos (por ejemplo, aluminio) para mejorar significativamente la disipación de calor y prolongar la vida útil de las fuentes y componentes LED.
Agregar circuitos de protección: Reserve o integre posiciones en la PCB para diodos de supresión de voltaje transitorio (TVS), varistores y otros elementos protectores para mejorar la resistencia del producto a las fluctuaciones y sobretensiones de la red.

Mejoras en la selección de materiales

Uso de placas de alta Tg (temperatura de transición vítrea)

Recomendación: Exigir el uso de tableros FR-4 con Tg ≥ 170°C o materiales de mayores prestaciones.
Razón fundamental: luces de emergencia y los indicadores se pueden instalar en techos o pasillos, donde las temperaturas ambiente son relativamente altas. Los tableros de alta Tg mantienen la resistencia mecánica y la estabilidad a temperaturas elevadas, lo que previene eficazmente el ablandamiento, la delaminación o la deformación durante el uso a largo plazo o en casos de sobrecalentamiento (como en incendios en etapas tempranas).

Selección de acabados superficiales más duraderos

Recomendación: Prefiera ENIG (oro de inmersión de níquel electrolítico) o baño de oro duro para cargar contactos o botones.
Razón fundamental:
ENIG: Proporciona una superficie plana adecuada para el almacenamiento de baterías a largo plazo, evitando defectos de soldadura debido a la oxidación de la superficie y resistiendo múltiples ciclos de reflujo sin plomo; es más resistente al desgaste que los acabados OSP o estaño.
Chapado en oro duro: Para botones de prueba externos o contactos de carga, el tratamiento con oro duro resiste decenas de miles de operaciones mecánicas, lo que garantiza un contacto confiable.

Uso de PCB de cobre grueso

Recomendación: Considere utilizar un espesor de cobre de 1 oz (35 μm) o más para las secciones del circuito eléctrico.
Razón fundamental: El cobre más grueso aumenta la capacidad de transporte de corriente, reduce la resistencia y la generación de calor y garantiza un funcionamiento estable en condiciones de emergencia prolongadas.

Mejoras en el control del proceso de producción

Implementación estricta de metalización de orificios de alto estándar

Recomendación: Promueva la galvanoplastia horizontal y controle de cerca el espesor del cobre de las paredes del agujero.
Razón fundamental: La confiabilidad de los orificios pasantes afecta directamente la conectividad entre capas. Garantizar un espesor de cobre de la pared del orificio uniforme y compatible (por ejemplo, ≥ 25 μm) evita roturas causadas por corriente excesiva o expansión/contracción térmica, que podrían provocar fallas en el sistema. Esto es fundamental en los sistemas de seguridad humana.

Reforzar el proceso de máscara de soldadura

Recomendación: Utilice tinta de máscara de soldadura de alta confiabilidad, alto aislamiento y resistente al amarilleo, y garantice un espesor uniforme que cubra todos los rastros.
Razón fundamental:
Alto aislamiento: Evita rastreos o cortocircuitos en ambientes húmedos o polvorientos.
Resistencia al amarillamiento: Mantiene el brillo y la apariencia del panel a lo largo del tiempo, evitando la reducción de la transmisión de luz debido a la exposición a los rayos UV o al envejecimiento.
Buena adherencia: Evita que la máscara de soldadura se despegue bajo variaciones de temperatura, lo que podría exponer rastros.

Implementar pruebas preliminares más estrictas

Recomendación: Después del ensamblaje de la PCB, realice pruebas de funcionamiento en ciclos de temperatura alta/baja y pruebas de funcionamiento a carga completa a largo plazo.
Medidas específicas: Coloque el producto en ciclos de temperatura alta (p. ej., 60 °C) y baja (p. ej., -10 °C), simulando escenarios de falla de energía y iluminación de emergencia para detectar previamente fallas tempranas de componentes y defectos de soldadura.

Mejoras en la inspección de calidad

100% Pruebas Eléctricas y Funcionales

Recomendación: Los PCB no solo deben someterse a pruebas de sonda voladora al 100%, sino que los productos terminados también deben someterse a una verificación funcional al 100%.
Contenido de prueba: Simule un fallo de alimentación principal para probar el tiempo de conmutación de emergencia, la duración de la iluminación, el cumplimiento del brillo y la funcionalidad de la alarma (si corresponde).

Incorporar inspección por rayos X (AXI)

Recomendación: Realice un muestreo AXI o una inspección completa de los componentes clave (por ejemplo, MCU empaquetada con BGA, chips de alimentación QFN).
Razón fundamental: Estos componentes tienen pines debajo, que no se pueden verificar visualmente ni mediante AOI para detectar defectos de soldadura, como juntas frías, puentes o huecos. AXI permite la inspección interna de uniones soldadas, garantizando confiabilidad.

Enfoque de mejora de la calidad de PCB para luces de emergencia/señales de salida

Al llevar a cabo un refuerzo y una mejora específicos en cada uno de los eslabones mencionados anteriormente, se puede mejorar significativamente la calidad central de las luces de emergencia y los productos de señales de salida, garantizando que puedan cumplir de manera confiable su misión de guiar el "canal de vida" en momentos críticos.