Verificare se i propri PCB per autoveicoli sono in grado di resistere al calore
Siamo onesti: l’interno di un’auto rappresenta un incubo per gli elettronici. Tra il vano motore e i sistemi di gestione della batteria, i PCB si trovano praticamente in una sorta di “fornace”. Per assicurarci che un PCB non smetta di funzionare già alla prima ondata di calore, utilizziamo stazioni di riscaldamento digitali dotate di lampade a raggi infrarossi su misura.
Non si tratta di semplici scaldatori: vengono progettati apposta per raggiungere temperature specifiche, che imitano esattamente quelle che si verificano all’interno dell’auto.
Perché utilizziamo i raggi infrarossi invece dei forni tradizionali?
Utilizziamo emettitori a raggi infrarossi a lunghezza d’onda breve per una ragione semplice: velocità. Un forno a convezione deve prima riscaldare tutto l’aria presente nella stanza, il che richiede molto tempo. I raggi infrarossi, invece, irradiano l’energia direttamente sulla superficie del PCB. È veloce… davvero veloce.
Quando progettiamo questi dispositivi, cerchiamo di ottimizzare il rapporto tra potenza e superficie interessata. In questo modo possiamo far arrivare la temperatura desiderata senza riscaldare tutta la camera di test. In questo modo, il telaio circostante rimane fresco, e noi evitiamo molti problemi.
I componenti che utilizziamo
Nella maggior parte dei nostri dispositivi utilizziamo tubi a base di quarzo e halogeni. Il quarzo permette di sopportare alte temperature, mentre il sistema a base di halogeni impedisce che il vetro diventi scuro nel corso del tempo. Di solito collegiamo questi tubi con connettori R7 o SK15: sono stabili e non si muovono nemmeno quando le condizioni diventano difficili.
Utilizziamo anche un piccolo trucco: spesso rivestiamo i tubi con uno strato speciale. Questo permette ai raggi infrarossi di penetrare attraverso lo strato di saldatura e di raggiungere gli strati interni di rame del PCB. È lì che avviene la vera prova di resistenza al calore.
La parte più complicata
Gli array a raggi infrarossi ad alta potenza sono molto potenti, ma anche piuttosto instabili. Se la lampada è troppo vicina al PCB, si creano delle zone troppo calde. In pochi istanti, il substrato può essere distrutto. È un disastro.
Per evitare questo, è necessario utilizzare un sistema di controllo che reagisca immediatamente. Utilizziamo circuiti PID veloci e termocoppie precise per mantenere la temperatura del PCB entro un range di ±2°C. Richiede qualche regolazione, ma è l’unico modo per ottenere risultati affidabili.