Testowanie, czy Twoje płyty drukowane do aut rzeczywiście radzą sobie z wysoką temperaturą
Bądźmy szczerzy: wnętrze samochodu to koszmar dla elektroniki. Pomiędzy komorą silnika a systemami zarządzania baterią Twoje płyty drukowane są praktycznie umieszczone w piecu. Aby upewnić się, że płyta nie przestanie funkcjonować już przy pierwszej fali upałów, używamy cyfrowych stacji grzewczych z dostosowanymi lampami IR. To nie są zwykłe grzejniki. Budujemy je tak, aby osiągały bardzo konkretne wartości temperatury, które dokładnie naśladują warunki panujące pod maską.
Dlaczego używamy promieniowania IR zamiast pieców
Korzystamy z emiterów krótkofalowego promieniowania IR z prostego powodu: szybkości. Piec konwekcyjny musi najpierw nagrzać całe powietrze w pomieszczeniu, co zajmuje mnóstwo czasu. Promieniowanie IR jest inne – energia jest kierowana bezpośrednio na powierzchnię płyty drukowanej. To szybkie… naprawdę szybkie. Podczas projektowania tych urządzeń skupiamy się na stosunku mocy na centymetr kwadratowy. Dzięki temu możemy doprowadzić temperaturę płyty do pożądanej wartości, bez konieczności nagrzewania całej komory testowej. To chroni otaczający chasis przed przegrzaniem i oszczędza nam mnóstwo problemów.
Urządzenia, których używamy
W większości naszych urządzeń używamy tub kwarcowo-halogennych. Kwarc chroni przed ekstremalnym żarem żarnika, a system halogenowy zapobiega ciemnieniu szkła z upływem czasu. Zwykle łączymy je za pomocą złącz R7 lub SK15 – głównie dlatego, że pozostają na swoim miejscu i nie wypadają, gdy coś się trzęsie. Mamy tu mały trik: często pokrywamy te tuby specjalną warstwą. To zmienia widmo emisji, dzięki czemu ciepło nie pozostaje tylko na powierzchni, lecz przenika przez warstwę lutu i dociera do wewnętrznych warstw miedzi. To właśnie tam odbywa się prawdziwe testowanie.
Trudna część
Urządzenia z wysoką mocą promieniowania IR są potężne, ale wymagają ostrożnego obsługi. Jeśli lampa znajduje się choć trochę za blisko płyty drukowanej, wystąpi efekt „gorących punktów”. Wtedy podłoże zostanie natychmiast uszkodzone. To katastrofa. Aby temu zapobiec, potrzebujemy systemu sterowania, który reaguje natychmiastowo. Używamy szybkich zegarów PID oraz precyzyjnych termopar, aby utrzymać temperaturę płyty w zakresie ±2°C. Wymaga to trochę dostosowań, ale to jedyny sposób na uzyskanie wiarygodnych wyników.