Aumentando a segurança: estratégias de atualização de qualidade de PCB para produtos diferenciados de iluminação de emergência

Com base nos pontos-chave dos processos de fabricação de PCB, para produtos como luzes de emergência e sinalização de saída que exigem altos níveis de confiabilidade, segurança e durabilidade , podemos propor as seguintes recomendações específicas de melhoria da qualidade do produto.

O principal requisito para estes produtos é que, em situações de emergência (como incêndio ou falha de energia), eles operem corretamente 100% do tempo e funcionem de forma estável, ao mesmo tempo em que suportam condições ambientais adversas.

Melhorias de projeto para alta confiabilidade e segurança

DFM e DFR (Projeto de Confiabilidade) Combinados

Recomendação: Além das verificações padrão de capacidade de fabricação na análise DFM, inclua uma avaliação de confiabilidade dedicada.
Medidas Específicas:
Aumente a largura e o espaçamento do traço de cobre: Para a seção de gerenciamento de energia responsável por carregar a bateria e a seção do driver de LED, amplie adequadamente os traços de energia e de aterramento para reduzir o aumento de temperatura sob alta corrente, aumentando assim a confiabilidade a longo prazo.
Melhore o design térmico: Durante o projeto da PCB, use software de simulação térmica para analisar a distribuição de componentes geradores de calor, como o MCU e os MOSFETs de energia. Recomenda-se projetar conjuntos de vias térmicas abaixo dos componentes geradores de calor para transferir calor para a camada posterior de cobre. Para produtos de alta potência, é aconselhável utilizar substratos metálicos (por exemplo, alumínio) para melhorar significativamente a dissipação de calor e prolongar a vida útil das fontes e componentes LED.
Adicionar circuitos de proteção: Reserve ou integre posições na PCB para diodos de supressão de tensão transitória (TVS), varistores e outros elementos de proteção para aumentar a resistência do produto a flutuações e surtos da rede elétrica.

Melhorias na seleção de materiais

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

Recomendação: Obrigar o uso de placas FR-4 com Tg ≥ 170°C ou materiais de maior desempenho.
Justificativa: Luzes de emergência e os indicadores podem ser instalados em tetos ou corredores, onde as temperaturas ambientes são relativamente altas. As placas de alta Tg mantêm a resistência mecânica e a estabilidade em temperaturas elevadas, evitando efetivamente o amolecimento, delaminação ou empenamento durante o uso prolongado ou em casos de superaquecimento (como em incêndios em estágio inicial).

Seleção de acabamentos de superfície mais duráveis

Recomendação: Prefira ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) ou revestimento de ouro duro para carregar contatos ou botões.
Justificativa:
ENIG: Fornece uma superfície plana adequada para armazenamento de bateria a longo prazo, evitando defeitos de soldagem devido à oxidação da superfície e suportando vários ciclos de refluxo sem chumbo; é mais resistente ao desgaste do que os acabamentos OSP ou estanho.
Chapeamento de ouro duro: Para botões de teste externos ou contatos de carregamento, o tratamento com ouro duro resiste a dezenas de milhares de operações mecânicas, garantindo um contato confiável.

Uso de PCBs de cobre espesso

Recomendação: Considere usar espessura de cobre de 1 onça (35 μm) ou mais para seções de circuito de energia.
Justificativa: O cobre mais espesso aumenta a capacidade de transporte de corrente, reduz a resistência e a geração de calor e garante uma operação estável sob condições de emergência prolongadas.

Melhorias no controle do processo de produção

Implementação rigorosa de metalização de furos de alto padrão

Recomendação: Promova a galvanoplastia horizontal e monitore de perto a espessura do cobre das paredes dos furos.
Justificativa: A confiabilidade dos furos passantes afeta diretamente a conectividade entre camadas. Garantir uma espessura de cobre da parede do furo uniforme e compatível (por exemplo, ≥ 25 μm) evita quebras causadas por corrente excessiva ou expansão/contração térmica, o que pode levar à falha do sistema. Isto é crítico nos sistemas de segurança da vida.

Reforçar o processo de máscara de solda

Recomendação: Use tinta de máscara de solda de alta confiabilidade, alto isolamento e resistente ao amarelecimento e garanta uma espessura uniforme cobrindo todos os vestígios.
Justificativa:
Alto isolamento: Evita rastreamento ou curto-circuitos em ambientes úmidos ou empoeirados.
Resistência ao amarelecimento: Mantém o brilho e a aparência do painel ao longo do tempo, evitando a redução da transmissão de luz devido à exposição aos raios UV ou ao envelhecimento.
Boa adesão: Evita o descascamento da máscara de solda sob variações de temperatura, que podem expor vestígios.

Implementar testes de burn-in mais rigorosos

Recomendação: Após a montagem da PCB, realize testes de queima de ciclo de alta/baixa temperatura e testes de operação de carga total de longo prazo.
Medidas Específicas: Coloque o produto em ciclos de temperatura alta (por exemplo, 60°C) e baixa (por exemplo, -10°C), simulando cenários de falha de energia e iluminação de emergência para pré-selecionar falhas precoces de componentes e defeitos de soldagem.

Melhorias na inspeção de qualidade

Testes 100% elétricos e funcionais

Recomendação: Não apenas os PCBs devem passar por 100% de testes de sonda voadora, mas os produtos acabados também devem passar por 100% de verificação funcional.
Conteúdo de teste: Simule falha de energia principal para testar o tempo de comutação de emergência, duração da iluminação, conformidade de brilho e funcionalidade de alarme (se aplicável).

Incorporar inspeção por raios X (AXI)

Recomendação: Execute amostragem AXI ou inspeção completa em componentes-chave (por exemplo, MCU empacotado em BGA, chips de energia QFN).
Justificativa: Esses componentes possuem pinos embaixo, que não podem ser verificados visualmente ou via AOI quanto a defeitos de solda, como juntas frias, pontes ou vazios. AXI permite a inspeção interna das juntas de solda, garantindo confiabilidade.

Foco na melhoria da qualidade do PCB para luzes de emergência/sinais de saída

Ao realizar reforços e melhorias direcionados em cada um dos elos mencionados acima, a qualidade central das luzes de emergência e dos produtos de sinalização de saída pode ser significativamente melhorada, garantindo que eles possam cumprir com segurança sua missão de orientar o "canal de vida" em momentos críticos.