Tăng cường an toàn: Chiến lược nâng cấp chất lượng PCB cho các sản phẩm chiếu sáng khẩn cấp khác biệt

Dựa trên những điểm chính của quy trình sản xuất PCB, đối với các sản phẩm như đèn khẩn cấp và biển báo thoát hiểm đòi hỏi mức độ cao độ tin cậy, an toàn và độ bền , chúng ta có thể đề xuất các khuyến nghị cải tiến chất lượng sản phẩm cụ thể sau đây.

Yêu cầu cốt lõi đối với các sản phẩm này là trong các tình huống khẩn cấp (như hỏa hoạn hoặc mất điện), chúng phải hoạt động chính xác 100% thời gian và hoạt động ổn định, đồng thời chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Cải tiến thiết kế để có độ tin cậy và an toàn cao

Kết hợp DFM và DFR (Thiết kế độ tin cậy)

Sự giới thiệu: Ngoài việc kiểm tra khả năng sản xuất tiêu chuẩn trong phân tích DFM, hãy bao gồm đánh giá độ tin cậy chuyên dụng.
Các biện pháp cụ thể:
Tăng chiều rộng và khoảng cách vết đồng: Đối với phần quản lý nguồn điện chịu trách nhiệm sạc pin và phần trình điều khiển đèn LED, hãy mở rộng đường nguồn và đường nối đất một cách thích hợp để giảm nhiệt độ tăng khi dòng điện cao, từ đó nâng cao độ tin cậy lâu dài.
Tăng cường thiết kế tản nhiệt: Trong quá trình thiết kế PCB, hãy sử dụng phần mềm mô phỏng nhiệt để phân tích sự phân bố của các thành phần tạo nhiệt như MCU và MOSFET nguồn. Nên thiết kế các mảng tản nhiệt bên dưới các bộ phận sinh nhiệt để truyền nhiệt cho lớp đồng phía sau. Đối với các sản phẩm có công suất cao, nên sử dụng chất nền kim loại (ví dụ: nhôm) để cải thiện đáng kể khả năng tản nhiệt và kéo dài tuổi thọ của nguồn và linh kiện LED.
Thêm mạch bảo vệ: Dự trữ hoặc tích hợp các vị trí trên PCB cho điốt triệt tiêu điện áp nhất thời (TVS), biến trở và các bộ phận bảo vệ khác để nâng cao khả năng chống chịu của sản phẩm trước các biến động và đột biến điện áp lưới.

Cải tiến lựa chọn vật liệu

Sử dụng bảng Tg (Nhiệt độ chuyển thủy tinh) cao

Sự giới thiệu: Bắt buộc sử dụng bảng FR-4 có nhiệt độ Tg ≥ 170°C hoặc vật liệu có hiệu suất cao hơn.
Lý do: Đèn khẩn cấp và các đèn chỉ báo có thể được lắp đặt trên trần nhà hoặc hành lang, nơi có nhiệt độ môi trường tương đối cao. Các tấm Tg cao duy trì độ bền cơ học và độ ổn định ở nhiệt độ cao, ngăn chặn hiệu quả tình trạng mềm, bong tróc hoặc cong vênh khi sử dụng lâu dài hoặc trong các trường hợp quá nhiệt (chẳng hạn như cháy nổ giai đoạn đầu).

Lựa chọn các bề mặt hoàn thiện bền hơn

Sự giới thiệu: Ưu tiên ENIG (Vàng ngâm niken điện phân) hoặc mạ vàng cứng để sạc các điểm tiếp xúc hoặc nút.
Lý do:
ENIG: Cung cấp bề mặt phẳng thích hợp cho việc bảo quản pin lâu dài, ngăn ngừa khuyết tật hàn do quá trình oxy hóa bề mặt và chịu được nhiều chu kỳ nóng chảy lại không chì; nó có khả năng chống mài mòn cao hơn so với lớp hoàn thiện OSP hoặc thiếc.
Mạ vàng cứng: Đối với các nút kiểm tra bên ngoài hoặc các điểm tiếp xúc sạc, việc xử lý vàng cứng chịu được hàng chục nghìn thao tác cơ học, đảm bảo tiếp xúc đáng tin cậy.

Sử dụng PCB đồng dày

Sự giới thiệu: Cân nhắc sử dụng độ dày đồng từ 1 oz (35 μm) trở lên cho các phần mạch điện.
Lý do: Đồng dày hơn làm tăng khả năng mang dòng điện, giảm điện trở và sinh nhiệt, đồng thời đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện khẩn cấp kéo dài.

Cải tiến kiểm soát quy trình sản xuất

Thực hiện nghiêm ngặt việc kim loại hóa lỗ tiêu chuẩn cao

Sự giới thiệu: Thúc đẩy quá trình mạ điện theo chiều ngang và theo dõi chặt chẽ độ dày đồng của thành lỗ.
Lý do: Độ tin cậy của các lỗ xuyên ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kết nối giữa các lớp. Đảm bảo độ dày đồng của thành lỗ đồng nhất và tuân thủ (ví dụ: ≥ 25 μm) ngăn ngừa vỡ do dòng điện quá mức hoặc giãn nở/co lại nhiệt, có thể dẫn đến hỏng hệ thống. Điều này rất quan trọng trong các hệ thống an toàn cuộc sống.

Củng cố quy trình Soldermask

Sự giới thiệu: Sử dụng mực hàn mặt nạ có độ tin cậy cao, cách nhiệt cao, chống ố vàng và đảm bảo độ dày đồng đều bao phủ mọi dấu vết.
Lý do:
Cách nhiệt cao: Ngăn ngừa hiện tượng theo dõi hoặc đoản mạch trong môi trường ẩm ướt hoặc bụi bặm.
Kháng màu vàng: Duy trì độ sáng và hình thức của bảng điều khiển theo thời gian, tránh giảm khả năng truyền ánh sáng do tiếp xúc với tia cực tím hoặc lão hóa.
Độ bám dính tốt: Ngăn chặn sự bong tróc của mặt nạ hàn dưới sự thay đổi nhiệt độ, có thể để lộ dấu vết.

Triển khai thử nghiệm burn-in nghiêm ngặt hơn

Sự giới thiệu: Sau khi lắp ráp PCB, tiến hành kiểm tra thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao/thấp và kiểm tra hoạt động đầy tải dài hạn.
Các biện pháp cụ thể: Đặt sản phẩm ở các chu kỳ nhiệt độ cao (ví dụ: 60°C) và thấp (ví dụ: -10°C), mô phỏng các tình huống mất điện và chiếu sáng khẩn cấp để sàng lọc trước các hỏng hóc thành phần sớm và các khuyết tật hàn.

Cải tiến kiểm tra chất lượng

Kiểm tra điện và chức năng 100%

Sự giới thiệu: PCB không chỉ phải trải qua quá trình thử nghiệm đầu dò bay 100% mà các sản phẩm hoàn chỉnh cũng phải trải qua quá trình xác minh chức năng 100%.
Nội dung thử nghiệm: Mô phỏng sự cố mất điện chính để kiểm tra thời gian chuyển đổi khẩn cấp, thời lượng chiếu sáng, mức độ tuân thủ độ sáng và chức năng cảnh báo (nếu có).

Kết hợp kiểm tra bằng tia X (AXI)

Sự giới thiệu: Thực hiện lấy mẫu AXI hoặc kiểm tra toàn bộ các thành phần chính (ví dụ: MCU đóng gói BGA, chip nguồn QFN).
Lý do: Các thành phần này có các chốt bên dưới, không thể kiểm tra bằng mắt hoặc thông qua AOI để phát hiện các khuyết tật hàn như khớp nguội, cầu nối hoặc lỗ rỗng. AXI cho phép kiểm tra bên trong các mối hàn, đảm bảo độ tin cậy.

Trọng tâm cải thiện chất lượng PCB cho đèn khẩn cấp/biển báo thoát hiểm

Bằng cách thực hiện củng cố và cải thiện có mục tiêu trong từng liên kết nêu trên, chất lượng cốt lõi của các sản phẩm đèn khẩn cấp và biển báo thoát hiểm có thể được cải thiện đáng kể, đảm bảo rằng chúng có thể hoàn thành sứ mệnh dẫn đường "kênh sự sống" một cách đáng tin cậy vào những thời điểm quan trọng.