根据PCB制造工艺要点,针对应急灯、出口标志等高要求的产品 可靠性、安全性和耐用性 ,我们可以提出以下具体的产品质量改进建议。
这些产品的核心要求是,在紧急情况下(例如火灾或停电),它们必须100%正确运行并稳定运行,同时承受恶劣的环境条件。
高可靠性和安全性的设计改进
DFM 和 DFR(可靠性设计)相结合
推荐: 除了 DFM 分析中的标准可制造性检查之外,还包括专门的可靠性评估。
具体措施:
增加铜走线宽度和间距: 对于负责电池充电的电源管理部分和LED驱动部分,适当加宽电源和地走线,以降低大电流下的温升,从而增强长期可靠性。
增强热设计: PCB设计时,利用热仿真软件分析MCU、功率MOSFET等发热器件的分布情况。建议在发热组件下方设计散热通孔阵列,以将热量传递到背面铜层。对于大功率产品,建议使用金属基板(例如铝),以显着改善散热并延长LED光源和组件的使用寿命。
添加保护电路: PCB上预留或集成瞬态电压抑制二极管(TVS)、压敏电阻等保护元件的位置,以增强产品对市电波动和浪涌的抵抗能力。
材料选择的改进
使用高 Tg(玻璃化转变温度)板
推荐: 强制使用 Tg ≥ 170°C 的 FR-4 板或更高性能的材料。
理由: 应急灯 指示器可安装在环境温度较高的天花板或走廊上。高Tg板在高温下保持机械强度和稳定性,有效防止长期使用或过热情况下(例如早期火灾)软化、分层或翘曲。
选择更耐用的表面处理
推荐: 对于充电触点或按钮,首选 ENIG(化学镍浸金)或硬金镀层。
理由:
沉金: 提供适合电池长期储存的平坦表面,防止因表面氧化而产生焊接缺陷,并能承受多次无铅回流焊循环;它比 OSP 或锡饰面更耐磨。
镀硬金: 对于外部测试按钮或充电触点,硬金处理可承受数万次机械操作,确保可靠接触。
使用厚铜 PCB
推荐: 考虑在电源电路部分使用 1 盎司(35 μm)或以上的铜厚度。
理由: 较厚的铜增加了载流能力,降低了电阻和发热,确保在紧急情况下长时间稳定运行。
生产过程控制改进
严格执行高标准孔金属化
推荐: 提倡水平电镀,密切监控孔壁铜厚。
理由: 过孔的可靠性直接影响层间的连通性。确保均匀且合规的孔壁铜厚度(例如 ≥ 25 μm)可防止因电流过大或热膨胀/收缩而导致的破损,从而导致系统故障。这对于生命安全系统至关重要。
强化阻焊工艺
推荐: 使用高可靠性、高绝缘性、耐黄变阻焊油墨,并确保覆盖所有走线的厚度均匀。
理由:
高绝缘: 防止潮湿或多尘环境中的漏电或短路。
耐黄变性: 随着时间的推移,保持面板亮度和外观,避免由于紫外线照射或老化而导致透光率降低。
良好的附着力: 防止阻焊层在温度变化下剥落,从而暴露痕迹。
实施更严格的老化测试
推荐: PCB组装后,进行高低温循环老化测试和长期满负载运行测试。
具体措施: 将产品置于高温(例如 60°C)和低温(例如 -10°C)温度循环中,模拟电源故障和应急照明场景,以预先筛选早期组件故障和焊接缺陷。
质量检验改进
100% 电气和功能测试
推荐: PCB不仅要经过100%的飞针测试,成品也必须经过100%的功能验证。
测试内容: 模拟主电源故障以测试紧急切换时间、照明持续时间、亮度合规性和警报功能(如果适用)。
结合 X 射线检测 (AXI)
推荐: 对关键部件(例如BGA封装的MCU、QFN电源芯片)进行AXI采样或全检。
理由: 这些元件下方有引脚,无法通过目视或通过 AOI 检查焊接缺陷,例如冷接头、桥接或空洞。 AXI 允许对焊点进行内部检查,确保可靠性。
应急灯/出口标志 PCB 质量改进重点
改善领域 | 建议措施 | 对产品可靠性和性能的影响 |
设计 | 通过散热通孔或金属基板优化热管理、增加电源走线宽度并合并保护电路 | 降低故障率,增强长期稳定性和 EMI 恢复能力 |
材料 | 使用高Tg(≥170°C)板,ENIG表面处理,厚铜层 | 耐高温、抗老化、可焊性好、接触可靠、载流量大 |
过程 | 水平电镀保证孔铜厚度,采用优质阻焊油墨,进行高低温老化测试 | 保证层间连接、防潮和短路保护、耐用外观、早期故障筛查 |
检查 | 100% 电气和功能测试,包括关键组件的 AXI 检查 | 确保每件产品可靠运行并消除隐藏的焊接缺陷 |
通过对上述各个环节进行针对性的强化和改进,可以显着提升应急灯和出口标志产品的核心品质,确保其在关键时刻可靠地履行引导“生命通道”的使命。