Handleiding voor het ontwerpen en produceren van printplaten (PCB's) voor draagbare warmtebeeldcamera's

De thermische beeldmodule is vaak het onderdeel van een draagbare infraroodcamera dat een koper zich niet kan veroorloven te beschadigen tijdens herstelwerkzaamheden. Een offerte voor een printplaat voor een draagbare thermische camera omvat echter vaak alleen de hostprintplaat, waardoor de aanschaf van de module, de installatie van de socket en de verificatie na assemblage buiten de offerteprijs vallen. Voor een OEM die leveranciers van printplaten voor thermische beeldvorming vergelijkt, zijn deze ontbrekende onderdelen belangrijker dan een klein verschil in de kosten van de kale printplaat.

Highleap Electronics verzorgt de fabricage van printplaten, de inkoop van componenten en de assemblage van printplaatassemblages (PCBA's) voor diverse soorten elektronische hardware. Voor een infraroodcameracontroller of een thermische sensordrager begint het productieproces met de daadwerkelijke printplaatconstructie, de goedgekeurde componentenlijst en de installatievolgorde. Dezelfde fabrieksservices gelden ook voor industriële controllers, communicatieapparatuur en andere OEM-elektronica; elke printplaat doorloopt een proces op basis van het vrijgegeven ontwerp.

Is de ongekoelde microbolometer inbegrepen in uw PCBA-offerte?

Voor een printplaat met een thermische cameramodule kan de belangrijkste aanschaf een in een socket gemonteerde, niet-gekoelde microbolometer of een geïntegreerde thermische beeldvormingskern zijn. Een ander ontwerp kan een sensorinterface op de ene printplaat plaatsen en de beeldverwerkingselektronica op een andere. Noch het woord "camera", noch het totale aantal componenten vertelt de assemblagefabrikant of de dure module daadwerkelijk geleverd, geïnstalleerd of getest zal worden.

Bepaal het installatiepunt voordat het soldeerproces wordt goedgekeurd.

Sommige thermische modules worden bevestigd via een door de fabrikant gespecificeerde aansluiting; andere hebben andere montage- of verwerkingsbeperkingen. De OEM moet het exacte onderdeelnummer van de module, de technische tekening en de gebruiksaanwijzing van de leverancier verstrekken. Wanneer de goedgekeurde methode installatie na het reflow-solderen van de printplaat vereist, kan een elektrische afscherming van de basis-PCBA mogelijk zijn voordat de kern wordt gemonteerd. Dit kan de blootstelling van kostbare componenten aan herstelwerkzaamheden verminderen, hoewel de volgorde moet aansluiten op het daadwerkelijke ontwerp en de testmogelijkheden.

Voor OEM-assemblage van printplaten voor infraroodcamera's moeten in de inkooporder drie afzonderlijke verantwoordelijkheden worden vermeld: wie de module inkoopt, wie de goedgekeurde montage uitvoert en wie de kosten draagt ​​voor een defecte module of deze beoordeelt. Registreer de staat van de module bij binnenkomst en de bijbehorende serienummers wanneer traceerbaarheid vereist is. Dit is een nuttigere manier om leveranciers met elkaar te vergelijken dan elke leverancier afzonderlijk te vragen naar een onduidelijke prijs voor een "printplaat voor een thermische camera".

De warmteafvoer van uw processor kan de omgeving van de sensor beïnvloeden.

Een draagbare warmtebeeldcamera combineert een warmtegevoelige beeldprocessor, een acculader, een display en een temperatuurgevoelige sensor in één compacte behuizing. Zelfs als de processor binnen de temperatuurlimiet van de componenten blijft, kan warmtegeleiding via het koper van de printplaat of de behuizing de thermische omgeving rond de beeldvormingskern veranderen.

Bescherm het gevalideerde warmtepad, niet alleen de processor.

Bij de productie van een printplaat voor een draagbare infraroodcamera kan de vrijgegeven lay-out specificaties bevatten voor thermische via's, koperen vlakken, uitsluitingen voor componenten of contactpunten voor een warmteverspreider. Een fabricagewijziging die de koeling van één component verbetert, kan onbedoeld warmte dichter bij de module brengen. Onze bespreking van warmteverspreiding op printplaten en thermische via's biedt nuttige achtergrondinformatie, maar de assemblage van de warmtecamera moet de goedgekeurde printplaatgeometrie en het mechanische warmtepad volgen.

Een productiebeoordeling moet eventuele voorgestelde wijzigingen in de stapelopbouw, koperbalans, plaatsing van de lader of thermische interface-oppervlakken signaleren. De producteigenaar moet vervolgens het effect hiervan evalueren tijdens het opwarmen, continu beeldvormen en opladen, indien van toepassing. De fabricage van de printplaat en de PCBA-inspectie kunnen de gespecificeerde constructie verifiëren; ze kunnen echter niet onafhankelijk de radiometrische nauwkeurigheid binnen de voltooide behuizing certificeren.

Wanneer een FPC-connector van een camera wel op de printplaat past, maar niet in de behuizing.

Een miniatuur FPC-socket kan op de juiste plek worden gesoldeerd en toch voorkomen dat de displaykabel wordt ingevoerd zodra de behuizing van de infraroodcamera is gesloten. De aansluitrichting, de toegankelijkheid van de vergrendeling, de hoogte van de connector en de buigrichting van de flexibele kabel zijn allemaal van invloed op de montage. Dit zijn praktische beperkingen voor kopers die op zoek zijn naar een FPC-assemblage voor camera's en een PCB-assemblage voor thermische sensoren , en geen onbelangrijke afwerkingsdetails.

Voor ontwerpen met aparte flexibele printplaten voor display, sensor of besturing, dient u naast het plaatsingsbestand ook een tekening van de zijkant en de kabelinvoerrichting aan te leveren. De FPC-interconnectieopties voor de camera zijn relevant wanneer de goedgekeurde printplaat een flexibele verbinding bevat; de fabrikant mag geen flexibele printplaat toevoegen aan een ontwerp dat gebruikmaakt van gewone connectoren of kabels.

Dezelfde fysieke controle moet betrekking hebben op de referentiepunten van de optische as, de positie van de montagegaten, de afstandshoogte en of de sensor vóór of na de montage van de behuizing is geïnstalleerd. Een mechanische pascontrole van het eerste exemplaar kan een verkeerde aansluiting van de connector aan het licht brengen voordat herhaalbestellingen worden geplaatst, zelfs als de elektrische continuïteit is geslaagd.

Twee thermische beeldvormingskaarten kunnen verschillende montageprocessen vereisen.

Een kleine infraroodsensor met een socket en een paar passieve componenten heeft niet per se hetzelfde productieproces nodig als een processorintensieve printplaat voor een thermische cameracontroller met extern geheugen, energiebeheer, USB- en snelle beeldinterfaces. De laatstgenoemde vereist mogelijk meerlaagse impedantiecontrole of geavanceerde inspectie van de behuizing; de productie van de eerste wordt voornamelijk bepaald door de uitlijning van de socket en de hantering van de module.

De keuze voor een assemblage met fijne pitch wordt gemaakt op basis van het risico van de behuizing.

Voor een printplaat met een hoge dichtheid aan thermische camera's bepalen de goedgekeurde processorvoetafdruk, BGA-uitlaat, QFN-thermische pads en geheugenrouting de fabricage- en SMT-vereisten. Waar verborgen soldeerverbindingen dit rechtvaardigen, kan röntgenonderzoek van BGA-soldeerverbindingen een aanvulling zijn op de optische inspectie. Noch de BGA-verpakking, noch een label voor een thermische camera betekent automatisch dat de printplaat op elk exemplaar HDI- of röntgenonderzoek nodig heeft.

De elektronische productiediensten van Highleap voor door de klant gedefinieerde printplaten (PCBA's) bestrijken verschillende productsectoren en assemblagevereisten. Voor programma's waarbij één leverancier nodig is voor de coördinatie van goedgekeurde printplaatfabricage, componentinkoop en PCB-assemblage, kan de turnkey PCB-assemblage-optie worden besproken. Dure imaging cores, kabelaansluiting, firmwareprogrammering en eventuele speciale inspecties dienen alleen in die offerte te worden opgenomen indien dit uitdrukkelijk is overeengekomen.

Een warmtebeeldcamera is geen bewijs van de nauwkeurigheid van de temperatuurmeting.

Bij functionele testen van printplaten voor warmtebeeldcamera's bewijst het bekijken van een live infraroodbeeld dat ten minste een deel van het voedings-, processor- en sensordatapad werkt. Het bewijst echter niet dat het instrument de temperatuur nauwkeurig meet. In de inkoopspecificaties zouden deze acceptatiestappen gescheiden moeten blijven, in plaats van de printplaatfabrikant te vragen om een ​​ongedefinieerde "100% thermische test".

Een testplan op printplaatniveau kan, afhankelijk van het daadwerkelijke circuit en de meegeleverde testopstelling, de volgende controles definiëren:

• Vóór de installatie van de kern, indien mogelijk: Controleer de voedingsrails, het opstartproces en het geheugengedrag zonder de beeldvormingsmodule te beschadigen.
• Na de installatie van de core: Identificeer de sensor, bevestig de communicatieverbinding en controleer of de gespecificeerde beeldgegevens of diagnostische respons aanwezig zijn.
• Configuratiebeheer: Controleer de goedgekeurde firmware en registreer de seriële associatie van de module of printplaat wanneer de OEM dit vereist.

FFC- en radiometrische kalibratie zijn niet uitwisselbaar.

Sommige thermische kernen voeren vlakveldcorrectie (FFC) of niet-uniformiteitscorrectie uit om de beelduniformiteit te verbeteren. Een gekalibreerde temperatuurmeting kan daarentegen afhangen van de optiek, de emissiviteit van het object, de temperatuur van de behuizing, het thermische venster en de compensatiemethode van het product. Als een radiometrische controle in de fabriek vereist is, moet de OEM het gekalibreerde object, de omstandigheden, de apparatuur, de procedure en de slaag-/faalgrenzen definiëren. Een routinematige elektrische inspectie alleen is niet voldoende om de nauwkeurigheid van de metingen van de afgewerkte camera vast te stellen.

Vergrendel de goedgekeurde build vóór de volgende productieorder.

Voor thermische beeldvormingsprintplaten (PCBA's) die van prototype tot productie worden gebracht , moet een goedgekeurde afbeelding op een pilotunit vergezeld gaan van documentatie die het mogelijk maakt dezelfde assemblage te reproduceren. De belangrijkste documenten zijn niet de algemene certificaten, maar de goedgekeurde revisie van de beeldvormingskern, de revisies van de printplaat en de stuklijst (BOM), en de testconfiguratie die de acceptatie heeft vastgesteld.

Vraag de leverancier om, voordat u een herhaalbestelling plaatst, het volgende te bewaren:

• Kern- en inkoopstatus: Onderdeelnummer van de thermische module, eigendom van de leverancier, goedgekeurde alternatieven, inkomende goederenafhandeling en serienummerregistratie waar gespecificeerd.
• Mechanische en montagegegevens: De oriëntatie van de socket of FPC, de installatiefase, beperkingen bij het reflow-solderen en eventuele sporen van een eerste-stukpassing of soldeerverbinding.
• Acceptatiegegevens: Firmware-revisie, armatuurversie, elektrische controles, beeldpadscreening en afzonderlijk overeengekomen kalibratiewerkzaamheden.

Voor de verwachte aantallen is de productieplanning van PCBA's relevant voor thermische kernen met lange levertijden, de capaciteit van de aanvoer- en opspaninrichtingen, goedgekeurde materiaalwijzigingen en herhaalbare assemblageprocessen. Kopers dienen afzonderlijk een prijsopgave aan te vragen voor de eerste batch en de verwachte herhaalhoeveelheden, met name als de modulekosten of de testtijd een groot deel van de kosten van de geassembleerde printplaat uitmaken.

Om een ​​offerte aan te vragen voor de productie van een printplaat voor een draagbare warmtebeeldcamera , dient u de Gerber- of ODB++-bestanden, de opbouw, de assemblagetekeningen, de goedgekeurde stuklijst, de installatie-instructies voor de module, de printplaatvarianten en de gewenste aantallen in te dienen. Voeg de exacte inspectie- of testresultaten toe die u nodig heeft. Highleap kan vervolgens de fabricage- en assemblagevereisten voor dit beeldvormingsproject – of voor andere elektronische printplaat- en printplaatassemblageprogramma's – beoordelen aan de hand van een expliciete productieomschrijving.