بررسی اینکه آیا PCBهای مورد استفاده در خودروها واقعاً قادر به تحمل گرما هستند یا خیر
باید صادق باشیم: فضای داخل خودرو برای دستگاههای الکترونیکی، محیطی بسیار سخت است. بین محفظه موتور و سیستمهای مدیریت باتری، PCBها در واقع در معرض گرمای شدید قرار دارند. برای اطمینان از اینکه PCBها در اولین باری که با گرمای شدید روبرو میشوند، دچار مشکل نشوند، از دستگاههای گرمایشی دیجیتالی با لامپهای IR استفاده میکنیم.
اینها همان گرمکنهای معمولی نیستند؛ ما آنها را به گونهای طراحی میکنیم که گرمای دقیقی را منتشر کنند؛ گرمایی که واقعاً شبیه به گرمای موجود در محیط داخل خودرو باشد.
چرا از IR به جای فرها استفاده میکنیم؟
دلیل استفاده از فرستندههای IR کوتاهموج، سرعت است. فرهای معمولی باید ابتدا تمام هوای موجود در اتاق را گرم کنند؛ کاری که زمان زیادی میبرد. اما IR، انرژی را مستقیماً روی سطح PCB تاباند؛ این کار بسیار سریع انجام میشود.
هنگام طراحی این دستگاهها، ما بر نسبت وات بر سانتیمتر تمرکز میکنیم؛ با تمرکز بر این نسبت، میتوانیم دمای مورد نظر را برای PCB به دست آوریم، بدون اینکه کل اتاق آزمایش گرم شود. این کار باعث میشود بدنه خودرو سرد بماند و از مشکلات زیادی جلوگیری شود.
تجهیزاتی که استفاده میکنیم
در اکثر موارد، از لولههای کوارتز-هالوژن استفاده میکنیم. کوارتز، گرمای شدید ناشی از رشتههای فیلامنت را تحمل میکند؛ همچنین، سیستم هالوژن نیز جلوی تیره شدن شیشه را میگیرد. معمولاً از کانکتورهای R7 یا SK15 برای اتصال این لولهها استفاده میکنیم؛ چون این کانکتورها در محل خود ثابت میمانند و در هنگام لرزش، از جای خود خارج نمیشوند.
یک ترفند که ما استفاده میکنیم این است که لولهها را پوشانیم؛ این کار باعث میشود گرما نه تنها روی سطح PCB باقی بماند، بلکه به لایههای مسی درون PCB نیز برسد. اینجاست که واقعاً آزمایش انجام میشود.
بخش دشوار
آرایههای IR با توان بالا، قدرتمند هستند، اما ناپایدار نیز هستند. اگر فاصله لامپ از PCB کم باشد، مشکلاتی مانند «نقاط گرم» ایجاد میشود؛ در این صورت، سطح PCB آسیب میبیند. این یک فاجعه است.
برای جلوگیری از این اتفاق، به یک سیستم کنترلی نیاز داریم که بتواند بلافاصله واکنش نشان دهد. ما از پاسخهای سریع PID و ترموکوپلهای دقیق برای نگه داشتن دمای PCB در محدوده $\pm 2^\circ\text{C}$ استفاده میکنیم. این کار نیاز به تنظیماتی دارد، اما تنها راه برای به دست آوردن نتایج قابل اعتماد است.