پاسخ مستقیم
ریسک طراحی سوئیچ PCBA خودرو را قبل از مونتاژ با جدا کردن الزامات مهندسی سخت از اولویت‌های تامین‌کننده، واجد شرایط بودن جایگزین‌های جایگزین و قفل کردن فرضیات RFQ قبل از عرضه بررسی کنید. سپس نصب مکانیکی و کاهش فشار را بررسی کنید و برای شریک EMS خود یک بسته کامل RFQ شامل BOM، centroid، Gerbers، stackup، و الزامات جریان مجدد ارسال کنید.
چرا طرح های سوئیچ PCBA خطر مونتاژ منحصر به فردی را در الکترونیک خودرو دارند
طرح های سوئیچ خودرو PCBA در تقاطع قطعات الکترومکانیکی، سطوح جریان مختلط و الزامات محیطی سخت قرار دارند. برخلاف یک تابلوی سیگنال ساده، مجموعه سوئیچ کنتاکت‌های متحرک، فنرها، محرک‌ها و گاهی اوقات نور پس‌زمینه LED یا سنسورهای جلوه‌ی سالن را ترکیب میکند. هر یک از این عناصر حالت خرابی متفاوتی را در هنگام مونتاژ و در میدان معرفی می کنند.
مناطق خطر اولیه عبارتند از عدم تطابق الگوی زمین، حساسیت به رطوبت در طول جریان مجدد، آسیب حرارتی از مسیرهای جریان بالا، و تنش مکانیکی ناشی از نیروهای تحریک. سوئیچی که پس از 10000 فعال سازی در آزمایشگاه از کار بیفتد ممکن است پس از 500 بار در خودرو از کار بیفتد اگر اتصالات لحیم کاری در حین مونتاژ آسیب ببیند. فرآیند بررسی قبل از مونتاژ ارزان ترین فرصت برای کشف این مسائل است.
مهندسان اغلب سوئیچ PCBs را به عنوان تخته های ساده در نظر می گیرند زیرا مدار ساده است. واقعیت این است که ماهیت الکترومکانیکی سوئیچ ها آنها را نسبت به بسیاری از مجموعه های صرفا الکترونیکی نسبت به تغییرات فرآیند مونتاژ حساس تر می کند. بررسی پیش از مونتاژ باید بر رابط بین بسته سوئیچ، الگوی زمین PCB و فرآیند مونتاژ متمرکز شود.
تأیید الگوی زمین: اولین و مهم ترین بررسی
الگوی زمین پکیج سوئیچ رایج ترین منبع نقص مونتاژ در سوئیچ PCBs خودرو است. زمانی که الگوی زمین با ردپای واقعی سوئیچ مطابقت نداشته باشد، سنگ قبر، خیس شدن ضعیف، یا پل های لحیم کاری بین پایانه های مجاور ایجاد می شود.
با مقایسه ردپای صفحه داده سوئیچ با توصیه الگوی سرزمینی IPC-7351 برای آن خانواده بسته شروع کنید. IPC-7351 یک روش سیستماتیک برای محاسبه ابعاد الگوی زمین بر اساس هندسه پایانه اجزا ارائه می دهد، اما ردپای توصیه شده سازنده سوئیچ باید در زمانی که متفاوت باشد اولویت داشته باشد. ردپای دیتاشیت بر اساس ابعاد ترمینال و تلورانس های آن قسمت خاص است.
برای کلیدهای سوراخ، قطر سوراخ را با قطر سرب بررسی کنید. سوراخی که خیلی کوچک باشد، اجازه نمی دهد سرب به طور تمیز وارد شود، به خصوص با پایانه های متعدد. سوراخی که بیش از حد بزرگ باشد باعث می شود سوئیچ در حین لحیم کاری جابجا شود و باعث ناهماهنگی با محرک یا قاب شود. فاصله معمولی برای یک سرب سوئیچ از طریق سوراخ بین 0.15 تا 0.30 میلی متر بر روی حداکثر قطر سرب است، بسته به اینکه مجموعه از درج دستی یا درج شعاعی خودکار استفاده می کند. تست عملکردی
برای سوئیچ‌های نصب سطحی، عرض و طول پد را در برابر ردپای ترمینال بررسی کنید. یک اشتباه رایج استفاده از اندازه پد عمومی برای خانواده بسته سوئیچ بدون بررسی شماره قطعه خاص است. دو سوئیچ در یک خانواده پکیج می توانند دارای عرض ترمینال یا گام متفاوت باشند و الگوی زمین باید دقیقاً با قسمت مطابقت داشته باشد.
چک لیست عملی بررسی الگوی زمین
| Check Item | What to Verify | Common Failure |
|---|---|---|
| Pad width vs. terminal width | Pad should be 0.1–0.3 mm wider than terminal | Poor wetting or tombstoning |
| Pad length vs. terminal length | Pad should extend 0.3–0.5 mm beyond terminal toe | Insufficient solder fillet |
| Pitch between terminals | Verify against datasheet, not package family | Solder bridges |
| Through-hole diameter | Lead diameter + 0.15–0.30 mm clearance | Insertion failure or loose fit |
| Thermal relief on ground pads | Check spoke width and number of spokes | Cold solder joints on large planes |
طراحی تسکین حرارتی اغلب برای پایانه های سوئیچ که به صفحات زمین متصل می شوند نادیده گرفته می شود. اگر پد ترمینال سوئیچ مستقیماً به یک ریز مسی بزرگ و بدون تسکین حرارتی متصل شود، گرمای آهن لحیم کاری یا کوره جریان مجدد خیلی سریع از بین می رود و در نتیجه یک اتصال لحیم سرد ایجاد می شود. برای لحیم کاری جریان، یک تسکین حرارتی با چهار پره به عرض 0.3 میلی متر یک نقطه شروع معمول است، اما هندسه دقیق به وزن مس و جرم حرارتی هواپیما بستگی دارد.
BOM بررسی: حساسیت رطوبت و سازگاری با جریان مجدد
هر سوئیچ و کانکتور در BOM باید از نظر سطح حساسیت به رطوبت (MSL) و سازگاری جریان مجدد قبل از مونتاژ بررسی شود. سوئیچ های خودرو اغلب با نایلون یا سایر پلاستیک های مهندسی که رطوبت را جذب می کنند، قالب گیری می شوند. هنگامی که این قسمت ها از طریق جریان مجدد عبور می کنند، رطوبت جذب شده تبخیر می شود و می تواند باعث ایجاد ترک های داخلی، لایه برداری یا آسیب "پاپ کورن" شود.
J-STD-020 طبقه بندی MSL و الزامات مشخصات جریان مجدد را برای اجزای حساس به رطوبت تعریف می کند. برگه داده سوئیچ باید رتبه بندی MSL و دمای اوج جریان مجدد را ذکر کند. اگر دیتاشیت این اطلاعات را ارائه نکرد، قبل از عرضه طرح به مونتاژ، آن را از سازنده درخواست کنید.
پروفیل جریان مجدد برای سوئیچ ها حیاتی است زیرا محفظه پلاستیکی و کنتاکت های داخلی دارای ضرایب انبساط حرارتی متفاوتی هستند. پروفیلی که خیلی سریع رمپ می کند یا از دمای پیک بیشتر می شود، می تواند به محفظه سوئیچ آسیب برساند یا تراز تماس را تغییر دهد. شریک مونتاژ باید دمای پیک، زمان بالاتر از مایع و الزامات نرخ شیب را برای حساس ترین جزء در BOM بداند.
برای بردهای با فناوری ترکیبی با سوئیچ‌های سوراخ‌دار و اجزای SMT، بررسی کنید که آیا قطعات سوراخ‌دار می‌توانند در فرآیند جریان مجدد دوام بیاورند یا اینکه پس از جریان مجدد به لحیم کاری انتخابی نیاز دارند. برخی از سوئیچ های سوراخ دار برای جریان مجدد رتبه بندی شده اند، اما بسیاری از آنها چنین نیستند. در صورت نیاز به لحیم کاری انتخابی، طرح PCB باید اجازه دسترسی به نازل لحیم کاری انتخابی را بدهد و جرم حرارتی مس اطراف باید در نظر گرفته شود.
اشتباهات رایج BOM در طراحی سوئیچ PCBA
- با فرض اینکه همه سوئیچ‌های سازنده یکسان دارای رتبه MSL یکسانی باشند
- استفاده از پروفیل جریان مجدد استاندارد بدون بررسی درجه دمای پیک سوئیچ
- نادیده گرفتن حساسیت به رطوبت اتصالات با محفظه های پلاستیکی
- بررسی نکردن اینکه آیا سوئیچ‌های سوراخ با جریان مجدد سازگار هستند یا نیاز به لحیم کاری انتخابی دارند
- عدم نیاز به پخت J-STD-020 برای قطعاتی که عمر کف آنها بیشتر است
بررسی BOM همچنین باید هر مؤلفه‌ای را با الزامات جریان مجدد متناقض علامت‌گذاری کند. اگر یک سوئیچ به حداکثر دمای 245 درجه سانتیگراد نیاز داشته باشد و جزء دیگر فقط 235 درجه سانتیگراد درجه بندی شده باشد، فرآیند مونتاژ باید درجه بندی پایین تری داشته باشد یا طراحی باید تغییر کند.
ظرفیت حمل جریان و طراحی حرارتی برای مسیرهای سوئیچ
سوئیچ های خودرو PCB اغلب جریان های بالاتری نسبت به بردهای سطح سیگنال دارند. سوئیچ پنجره، کلید تنظیم صندلی، یا کلید قفل برق می تواند 5 تا 15 آمپر را از طریق کنتاکت های سوئیچ و ردپاهای PCB منتقل کند. عرض ردیابی و وزن مس باید برای این جریان اندازه شود، نه فقط برای الزامات یکپارچگی سیگنال.
استاندارد IPC-2221 نمودارهای ظرفیت حمل جریان را برای ردیابی های خارجی و داخلی ارائه می دهد، اما این نمودارها بر اساس افزایش دمای مجاز خاص هستند. برای کاربردهای خودرو، دمای محیط در داخل کابین یا پانل در می تواند 85 درجه سانتیگراد یا بالاتر باشد. ردیابی قابل قبول برای افزایش دمای 10 درجه سانتیگراد در 25 درجه سانتیگراد محیط ممکن است در 85 درجه سانتیگراد محیط غیر قابل قبول باشد زیرا دمای کل ممکن است از نقطه ذوب لحیم کاری یا درجه بندی سوئیچ تجاوز کند.
عرض ردیابی مسیر جریان سوئیچ را با استفاده از جریان واقعی، افزایش دمای مجاز و وزن مس محاسبه کنید. به عنوان مثال، یک جریان سوئیچ 5 آمپر روی یک لایه مسی 1 اونس (35 میکرومتر) با افزایش مجاز 10 درجه سانتیگراد به عرض ردیابی تقریباً 2.5 میلی متر برای یک لایه خارجی نیاز دارد. اگر تخته از 2 اونس (70 میکرومتر) مس استفاده کند، عرض مورد نیاز به تقریباً 1.3 میلی متر کاهش می یابد. این مقادیر با افزایش دمای مجاز و تعداد آثار مجاور تغییر می کند.
مقاومت تماس سوئیچ نیز به تولید گرما کمک می کند. یک سوئیچ با مقاومت تماس 50 mΩ که 10 آمپر را حمل می کند، 5 وات را در سراسر کنتاکت پخش می کند. این گرما باید از طریق ردپاهای PCB و پایانه های سوئیچ هدایت شود. اگر مسیر حرارتی نامناسب باشد، سوئیچ بیش از حد گرم می شود و اتصالات لحیم کاری به مرور زمان خراب می شوند.
ملاحظات تسکین حرارتی و ریختن مس
برای مسیرهای سوئیچ با جریان بالا، تسکین حرارتی روی لنت ترمینال سوئیچ باید دو الزام رقیب را متعادل کند: قابلیت لحیم کاری و ظرفیت حمل جریان. تسکین حرارتی با پره های نازک باعث کاهش اتلاف حرارت در حین لحیم کاری می شود، اما ظرفیت حمل جریان اتصال را نیز کاهش می دهد. تسکین حرارتی با پره های ضخیم جریان بیشتری را حمل می کند اما ممکن است باعث اتصالات لحیم سرد شود.
یک روش عملی استفاده از یک تسکین دهنده حرارتی با چهار پره است که اندازه هر کدام برای حمل جریان مورد نیاز است. برای مسیر 5 آمپر روی مس 2 اونس، هر پره باید حداقل 0.5 میلی متر عرض داشته باشد. این یک سطح مقطع 2.0 میلی متری را در چهار پره ایجاد می کند که برای جریان کافی است و در عین حال عایق حرارتی را در حین لحیم کاری ایجاد می کند.
مسیر جریان سوئیچ نیز باید از نظر افت ولتاژ بررسی شود. یک رد طولانی و باریک که جریان بالایی را حمل می کند، ولتاژ را کاهش می دهد، که می تواند بر عملکرد سوئیچ و بار تحت کنترل آن تأثیر بگذارد. برای یک سیستم خودرویی 12 ولتی، افت 0.5 ولتی در مسیر PCB 4 درصد ولتاژ تغذیه است که ممکن است برای بار غیرقابل قبول باشد.
نصب مکانیکی و رفع فشار برای سوئیچ PCBs
سوئیچ‌های خودرو توسط انگشتان انسان فعال میشوند، به این معنی که PCB در طول هر حرکت، نیروهای مکانیکی را تجربه میکند. در طول عمر خودرو، یک سوئیچ ممکن است ده ها هزار بار فعال شود. اتصالات لحیم کاری که سوئیچ را به PCB متصل می کند باید این نیروهای مکرر را بدون ترک خوردن تحمل کنند.
اولین مورد بررسی مکانیکی روش نصب است. کلیدی که فقط توسط اتصالات لحیم آن نگه داشته می شود زودتر از سوئیچی که به طور مکانیکی توسط محفظه یا براکت نصب پشتیبانی می شود خراب می شود. اگر سوئیچ روی PCB و PCB روی محفظه نصب شده باشد، PCB باید در نزدیکی سوئیچ پشتیبانی شود تا از خم شدن در حین فعال سازی جلوگیری شود.
کاهش فشار برای سوئیچ هایی که سیم یا کابل وصل شده اند بسیار مهم است. اگر سوئیچ دارای یک دسته سیم باشد که از داخل محفظه کشیده شده یا هدایت می شود، قبل از اینکه سیم به ترمینال سوئیچ برسد، فشار باید برطرف شود. یک بند کشی کشش یا یک لنگر بند کابل روی PCB می تواند از کشیدن سیم روی محل اتصال لحیم کاری جلوگیری کند.
برای کلیدهای روی سطح، اتصال لحیم کاری تنها اتصال مکانیکی بین کلید و PCB است. اندازه پد و هندسه فیله لحیم کاری استحکام اتصال را تعیین می کند. یک پد بزرگتر با فیله بلندتر استحکام مکانیکی بیشتری را ایجاد می کند، اما خطر پل زدن لحیم بین لنت های مجاور را نیز افزایش می دهد. استاندارد IPC-A-610 معیارهای پذیرش را برای هندسه فیله لحیم کاری بر روی تخته های مونتاژ شده ارائه می دهد و این معیارها باید در مرحله طراحی بررسی شوند.
ملاحظات ارتعاش و چرخه حرارتی
موضوع محیط های خودرو PCBs را به چرخه لرزشی و حرارتی تغییر می دهد. لرزش می تواند باعث خم شدن پایانه های سوئیچ نسبت به PCB شود و منجر به ترک های خستگی در اتصالات لحیم کاری شود. چرخه حرارتی باعث انبساط دیفرانسیل بین محفظه سوئیچ، PCB، و لحیم کاری می شود که همچنین به خستگی کمک می کند.
طرح PCB باید سوئیچ را نزدیک یک نقطه نصب یا یک دنده سفت کننده قرار دهد تا تنش خمشی به حداقل برسد. اگر سوئیچ بزرگ یا سنگین است، یک سوراخ نصب یا یک پایه نگهدارنده در نزدیکی سوئیچ اضافه کنید. برای سوئیچ های روی سطح، هندسه پد باید طوری طراحی شود که سطح اتصال لحیم کاری را به حداکثر برساند و در عین حال فاصله کافی برای بازرسی را حفظ کند.
انتخاب PCB ورقه ورقه نیز بر قابلیت اطمینان تأثیر می گذارد. یک لمینت استاندارد FR-4 با دمای انتقال شیشه ای (Tg) 130 درجه سانتیگراد ممکن است برای بسیاری از کاربردها کافی باشد، اما کلید PCBs خودرو در مناطق با دمای بالا ممکن است به ورقه Tg بالاتر مانند 150 درجه سانتیگراد یا 170 درجه سانتیگراد نیاز داشته باشد. انتخاب ورقه ورقه بر ضریب انبساط حرارتی (CTE) و مقاومت برد در برابر تاب خوردگی در حین جریان مجدد و در میدان تأثیر می گذارد.
برای نگاهی عمیق تر به نحوه تأثیر روندهای خودرویی بر ریسک مونتاژ SMT، به چگونه ریسک مونتاژ SMT را از سوییچ و روندهای خودرو ارزیابی کنیم مراجعه کنید. تعامل بین انواع بسته سوئیچ و الزامات زیست محیطی خودرو موضوعی تکرارشونده در ارزیابی ریسک مونتاژ است.
RFQ بسته: چه چیزی برای شریک EMS خود ارسال کنید
کیفیت بررسی مونتاژ بستگی به کیفیت اطلاعاتی دارد که برای شریک EMS خود ارسال می کنید. بسته کامل RFQ برای سوئیچ خودرو PCBA باید شامل موارد زیر باشد:
| Document | Purpose | Typical Format |
|---|---|---|
| Complete BOM | Component identification and sourcing | Excel or CSV with manufacturer part numbers |
| Switch datasheets | Land pattern, MSL, reflow profile | |
| Gerber files | PCB layout and copper layers | RS-274X or ODB++ |
| Centroid file | Component placement coordinates | CSV or pick-and-place format |
| PCB stackup | Layer count, copper weight, laminate | Drawing or PDF |
| Reflow profile requirements | Peak temperature, ramp rate | Document or specification |
| Environmental test conditions | Temperature cycling, vibration levels | Specification |
BOM باید شامل شماره قطعه سازنده باشد، نه فقط توضیحات عمومی. توضیح "سوئیچ لمسی، 6 میلی متر" کافی نیست زیرا تولید کنندگان مختلف الگوهای زمین و رتبه بندی MSL متفاوتی دارند. شریک EMS برای تأیید ردپای و الزامات جریان مجدد به شماره دقیق قطعه نیاز دارد.
فایل centroid باید با فایل های Gerber مطابقت داشته باشد. یک مشکل رایج یک فایل centroid است که از تعیین کننده ها یا مختصات مرجع متفاوتی نسبت به داده های Gerber استفاده می کند. شریک EMS از فایل centroid برای برنامه‌ریزی دستگاه انتخاب و مکان استفاده میکند و هرگونه عدم تطابق منجر به قرار دادن اجزا در مکان اشتباه می‌شود.
انباشته PCB باید وزن مس برای هر لایه، مواد ورقه ای و Tg و نوع ماسک لحیم کاری را مشخص کند. این اطلاعات برای تأیید محاسبات عرض ردیابی و عملکرد حرارتی تخته مورد نیاز است.
مشخصات مجدد جریان و الزامات فرآیند
RFQ باید الزامات نمایه جریان مجدد را به صراحت بیان کند. اگر برگه داده سوئیچ دمای پیک 245 درجه سانتیگراد را با زمان بالای مایع 60 تا 90 ثانیه مشخص کند، این باید به شریک EMS اطلاع داده شود. اگر برد دارای اجزای ترکیبی با نیازهای جریان مجدد متفاوت است، شریک EMS باید بداند کدام جزء عامل محدودکننده است.
برای کلیدهای از طریق سوراخ که نیاز به لحیم کاری انتخابی دارند، RFQ باید الزامات لحیم کاری انتخابی، از جمله اندازه نازل، دمای لحیم کاری، و زمان تماس را مشخص کند. طرح PCB باید اجازه دسترسی به نازل لحیم کاری انتخابی را بدهد و جرم حرارتی مس اطراف باید در نظر گرفته شود.
شرایط آزمایش محیطی نیز باید در RFQ گنجانده شود. اگر کلید PCBA در معرض چرخه دما از -40 درجه سانتیگراد تا 85 درجه سانتیگراد قرار گیرد، شریک EMS باید این را بداند زیرا بر انتخاب آلیاژ لحیم کاری و معیارهای بازرسی تأثیر می گذارد. برخی شرکای EMS ممکن است یک آلیاژ لحیم کاری خاص مانند SAC305 را بر اساس الزامات چرخه حرارتی توصیه کنند.
برای راهنمایی بیشتر در مورد خطر انتقال تامین‌کننده، چگونگی ارزیابی IMS PCB و PCBA خطر انتقال تامین‌کننده قبل از مونتاژ را مرور کنید. کیفیت بسته تحویل مستقیماً توانایی شریک مونتاژ را در تشخیص مسائل طراحی قبل از تبدیل شدن به نقص تولید تعیین می کند.
ملاحظات بازرسی و آزمایش برای سوئیچ PCBs
سوئیچ خودرو PCBs به روش‌های بازرسی و آزمایش خاصی نیاز دارد که با بردهای استاندارد SMT متفاوت است. ماهیت الکترومکانیکی کلیدها به این معنی است که آزمایش الکتریکی به تنهایی کافی نیست. عملکرد مکانیکی سوئیچ نیز باید بررسی شود.
بازرسی نوری خودکار (AOI) برای تأیید کیفیت اتصال لحیم کاری استفاده می شود، اما معیارهای بازرسی برای پایانه های سوئیچ ممکن است با اجزای استاندارد متفاوت باشد. ترمینال های سوئیچ اغلب بزرگتر هستند و ویژگی های مرطوب کنندگی متفاوتی نسبت به سیم های آی سی دارند. برنامه AOI باید با در نظر گرفتن بسته سوئیچ توسعه یابد، و معیارهای بازرسی باید بر اساس سطوح پذیرش IPC-A-610 باشد.
آزمایش در مدار (ICT) برای سوئیچ PCBs نیاز به یک دستگاه تست دارد که بتواند سوئیچ ها را فعال کند. یک فیکسچر استاندارد ICT با پین‌های pogo می‌تواند اتصالات الکتریکی را تأیید کند، اما نمی‌تواند عملکرد مکانیکی سوئیچ را تأیید کند. برای بررسی نیروی تحریک سوئیچ و مقاومت تماس، اغلب به یک دستگاه تست عملکردی با محرک‌های پنوماتیک یا پروب‌های دستی نیاز است.
طراحی دستگاه آزمایشی باید در مرحله چیدمان PCB در نظر گرفته شود. نقاط تست باید در دسترس باشند و محرک های سوئیچ باید توسط پروب های ثابت تست قابل دسترسی باشند. اگر سوئیچ زیر یک قاب یا یک محفظه نصب شده باشد، دستگاه تست باید بتواند سوئیچ را از طریق دهانه به کار بیندازد.
اشتباهات رایج بازرسی و آزمایش
- با فرض اینکه AOI می تواند تمام عیوب اتصال لحیم سوئیچ را بدون برنامه ریزی معیارهای بازرسی برای بسته خاص تشخیص دهد.
- فعال کردن سوئیچ در طرح آزمایش عملکردی لحاظ نشده است
- قرار دادن نقاط تست در زیر سوئیچ یا در مناطقی که پس از مونتاژ قابل دسترسی نیستند مصرف برق
- نادیده گرفتن نیاز به یک دستگاه تست اختصاصی برای تأیید نیروی محرک سوئیچ
برای سوئیچ خودرو PCBs، طرح آزمایشی باید شامل اندازه نمونه برای آزمایش های مخرب باشد، مانند تست مقطع لحیم کاری یا آزمایش کششی. این آزمایش‌ها کیفیت اتصال لحیم کاری را بیش از آنچه AOI می‌تواند تشخیص دهد، تأیید میکند. اندازه نمونه و فرکانس آزمایش باید قبل از شروع تولید با شریک EMS توافق شود.
اشتباهات متداول طراحی و زمان درگیر کردن سازنده
مهندسان هنگام طراحی سوئیچ PCBs خودرو چندین اشتباه تکراری مرتکب می شوند. متداول ترین فرض این است که ردپای بسته سوئیچ در بین تولیدکنندگان استاندارد است. دو سوئیچ لمسی با اندازه بسته بندی یکسان می توانند عرض ترمینال، گام و الگوهای زمین توصیه شده متفاوتی داشته باشند. همیشه شماره قطعه خاص را در برگه داده تأیید کنید.
یکی دیگر از اشتباهات رایج نادیده گرفتن الزامات نصب مکانیکی است. کلیدی که به صورت مکانیکی پشتیبانی نمی شود، بدون توجه به اینکه PCB چقدر خوب طراحی شده است، در نهایت اتصالات لحیم کاری خود را ترک می کند. طراحی مکانیکی باید همراه با طرح الکتریکی بررسی شود، نه به عنوان یک مرحله جداگانه.
مهندسان همچنین اغلب الزامات حمل جریان مسیرهای سوئیچ را دست کم می گیرند. کلیدی که موتور یا بخاری را کنترل می کند می تواند جریان قابل توجهی داشته باشد و عرض ردیابی باید بر اساس آن اندازه شود. نمودارهای IPC-2221 نقطه شروع هستند، اما دمای واقعی محیط و چرخه کار باید در نظر گرفته شود.
بهترین زمان برای مشارکت سازنده EMS قبل از عرضه PCB برای ساخت است. بررسی شماتیک، BOM و طرح اولیه طرح برای قابلیت ساخت (DFM) را برای شریک EMS ارسال کنید. شریک EMS می تواند مسائل مربوط به الگوی زمین، مشکلات امداد حرارتی، و مسائل مربوط به دسترسی به وسایل را که ممکن است مهندس طراح از قلم انداخته باشد را شناسایی کند.
برای دیدگاهی گسترده تر در مورد اینکه چگونه روندهای خودرو و ADAS بر ریسک مونتاژ SMT تأثیر می گذارد، به چگونه ریسک مونتاژ SMT را از روندهای خودرو و ADAS ارزیابی کنیم مراجعه کنید. فرآیند بررسی برای سوئیچ PCBs زیرمجموعه ای از ارزیابی ریسک مونتاژ خودرو بزرگتر است.
ملاحظات پردازش حرارتی و بسته بندی پیشرفته
الزامات پردازش حرارتی برای سوئیچ خودرو PCBs فراتر از خود سوئیچ است. کل برد باید از نظر سازگاری حرارتی بررسی شود، به خصوص اگر طراحی شامل بسته بندی پیشرفته یا ویژگی های اتصال با چگالی بالا (HDI) باشد. پروفیل جریان مجدد باید حساس ترین جزء را در خود جای دهد و دسته بندی برد باید طوری طراحی شود که تاب خوردگی را به حداقل برساند.
برای تخته هایی با صفحات مسی بزرگ و اندازه اجزای مخلوط، اختلاف جرم حرارتی بین یک کلید بزرگ و یک مقاومت کوچک می تواند باعث سنگ قبر یا اتصالات لحیم سرد شود. طرح باید توده حرارتی را در سراسر تخته متعادل کند و نمایه جریان مجدد باید دارای یک منطقه خیساندن کافی برای یکسان کردن دما باشد.
انتخاب ورقه ورقه بر رفتار تاب خوردگی برد در طول جریان مجدد تأثیر می گذارد. یک لمینت Tg بالا با CTE پایین کمتر از یک لمینت استاندارد FR-4 تاب می‌خورد، که برای بردهایی با سوئیچ‌ها یا کانکتورهای بزرگ مهم است. ضخامت تخته و توزیع مس نیز بر تاب خوردگی تأثیر می گذارد.
برای آگاهی از چگونگی تأثیر روندهای پردازش حرارتی بر ریسک مونتاژ، به چگونه خطر مونتاژ SMT را از روندهای FOPLP و پردازش حرارتی ارزیابی کنیم مراجعه کنید. الزامات مشخصات حرارتی برای سوئیچ PCBs باید در چارچوب طراحی کلی برد در نظر گرفته شود.
کار با Omini به عنوان شریک EMS شما
وقتی طرح PCBA سوئیچ خودرو خود را برای مونتاژ به Omini ارسال می‌کنید، فرآیند بررسی با بررسی دقیق DFM آغاز می‌شود. تیم مهندسی ما الگوهای زمین را در برابر برگه‌های داده تأیید میکند، BOM را برای اجزای حساس به رطوبت بررسی میکند، و طرح حرارتی را برای مسیرهای با جریان بالا بررسی میکند. قبل از اینکه هیئت مدیره وارد مرحله تولید شود، در مورد هر مشکلی بازخورد ارائه می کنیم.
بسته RFQ باید شامل تمام اسناد ذکر شده در بالا باشد و تیم ما با شما همکاری خواهد کرد تا هرگونه اختلاف را برطرف کند. ما می دانیم که سوئیچ PCBهای خودرو نیاز به توجه ویژه به روش های نصب مکانیکی، کاهش فشار و روش های بازرسی دارد و ما این ملاحظات را برای هر پروژه مونتاژ خودرو اعمال می کنیم.
برای دید وسیع‌تری از اینکه چگونه اتوماسیون طراحی الکترونیکی و روندهای خودرویی بر ریسک تولید PCB تأثیر می‌گذارند، به نحوه ارزیابی ریسک تولید PCB از اتوماسیون طراحی الکترونیکی و گرایش‌های خودرو مراجعه کنید. فرآیند بررسی طراحی اولین خط دفاعی در برابر عیوب مونتاژ است و با یک بسته طراحی کامل و دقیق شروع می شود.
پرسش‌های متداول
چرا بررسی ریسک طراحی سوئیچ PCBA قبل از مونتاژ مهم است؟
طرحهای سوئیچ PCBA خودرو دارای ریسک بالاتری نسبت به بردهای معمولی مصرفکننده هستند، زیرا قطعات الکترومکانیکی، سطوح جریان مختلط، و محیطهای حرارتی و ارتعاشی خشن را ترکیب میکنند. یک بررسی قبل از مونتاژ مسائلی مانند عدم تطابق الگوی زمین، حساسیت به رطوبت، و مشکلات تسکین حرارتی را که در غیر این صورت بهعنوان شکستهای مزرعه یا از دست دادن عملکرد مونتاژ ظاهر میشوند، نشان میدهد.
مهندسان هنگام بررسی طرحهای سوئیچ PCBA در کجا بیشترین اشتباه را مرتکب میشوند؟
مهندسان اغلب تحمل الگوی زمین بسته سوئیچ را نادیده می گیرند، فرض می کنند همه سوئیچ ها با پروفایل های جریان مجدد استاندارد سازگار هستند و فراموش می کنند BOM را برای اجزای حساس به رطوبت بررسی کنند. یکی دیگر از اشتباهات رایج نادیده گرفتن نیروهای مکانیکی نصب است که در صورت عدم پشتیبانی مناسب یا کاهش فشار، می تواند اتصالات لحیم کاری را ترک کند.
چگونه می توانم ریسک طراحی سوئیچ را قبل از ارسال PCBA به مونتاژ تأیید کنم؟
بسته سوئیچ را مطابق با توصیههای الگوی زمینی IPC-7351 تأیید کنید، برگه اطلاعات مؤلفه را برای دمای پیک جریان مجدد و سطح حساسیت به رطوبت در J-STD-020 بررسی کنید و تأیید کنید که انباشته PCB از بارهای جریان و حرارت مورد انتظار پشتیبانی میکند. همچنین فایل مرکز و دادههای انتخاب و مکان را برای مسائل مربوط به تراز و پاکسازی بررسی کنید.
چه اطلاعاتی باید در RFQ برای سوئیچ خودرو PCBA درج شود؟
BOM کامل را با شماره قطعات سازنده، برگه داده سوئیچ، فایل centroid، فایل های Gerber و جزئیات پشته بندی PCB را شامل شود. همچنین مشخصات جریان مجدد مورد انتظار، هرگونه الزامات لحیم کاری انتخابی و شرایط آزمایش محیطی مانند چرخه دما یا سطوح ارتعاش را بیان کنید.
آیا طرح های سوئیچ PCBA نیاز به توجه ویژه به ظرفیت حمل فعلی دارند؟
بله، زیرا کنتاکت ها و ردپای سوئیچ ممکن است جریان های بالاتری نسبت به خطوط سیگنال داشته باشند. وزن مس، عرض ردیابی و طراحی تسکین حرارتی باید در برابر دمای فعلی و محیط بررسی شود. یک محاسبه ساده مقاومت DC می تواند افزایش بیش از حد دما را نشان دهد که می تواند سوئیچ یا اتصالات لحیم کاری را تخریب کند.
قوانین کلیدی طراحی مرتبط با مونتاژ برای سوئیچ PCBs چیست؟
بسته سوئیچ را برای دسترسی به اتصالات لحیم کاری بررسی کنید، به خصوص برای پایانه های سوراخ دار یا پرس فیت. تأیید کنید که الگوی زمین PCB با ردپای واقعی سوئیچ مطابقت دارد و فاصله کافی برای بازرسی نوری خودکار و هرگونه پوشش منسجمی که ممکن است پس از مونتاژ اعمال شود را بررسی کنید.
> Engineering handoff note: How to Evaluate SMT Assembly Risk from PCBA and Surface Mount Trends before the release package is frozen.
> Engineering handoff note: How to Evaluate SMT Assembly Risk from Shortage and Sourcing Trends before the release package is frozen.