Usługi montażu PCB BMS

Firma Highleap Electronics oferuje usługi montażu płytek PCB BMS dla elektroniki do zarządzania akumulatorami, wykorzystywanej w produktach do magazynowania energii, mobilności elektrycznej, przemysłowych zestawach akumulatorów i systemach elektroniki mocy. Jesteśmy firmą zajmującą się produkcją i montażem płytek PCB. Tworzymy płytki PCB w stanie surowym oraz zmontowane produkty PCB na podstawie dokumentacji projektowej klienta, zestawień materiałowych (BOM), rysunków, wymagań testowych i zatwierdzonych not produkcyjnych. Nie projektujemy ani nie certyfikujemy kompletnego zestawu akumulatorów, ogniw akumulatorowych, systemu pojazdu ani systemu magazynowania energii. Naszym zadaniem jest produkcja i montaż płytki PCB BMS lub BMS PCBA zgodnie z opublikowanym pakietem inżynieryjnym.

Zespół PCB systemu BMS zazwyczaj obejmuje układy pomiaru napięcia, prądu, temperatury, równoważenia, kontroli zabezpieczeń, obwody komunikacyjne, złącza, a czasem również obszary interfejsów wysokiego lub wysokiego napięcia. Płytka może być kompaktową płytką PCBA sterowania, dużą płytką monitorowania akumulatorów, płytką interfejsu odczepów ogniw, płytką sterowania rozdziałem mocy lub zespołem mieszanym ze złączami i wiązkami przewodów. Niezawodny montaż zależy od prawidłowego ułożenia płytek PCB, rozmieszczenia komponentów, lutowania, identyfikowalności, inspekcji, czyszczenia i planowania testów.

Powiązane strony dotyczące produkcji można znaleźć w naszych materiałach poświęconych montażowi płytek PCB do elektroniki energetycznej, montażowi płytek PCB z grubej miedzi oraz projektowaniu płytek PCB BMS pod kątem montażu i produkcji.

Zakres usługi montażu PCB BMS

Produkcja płytek i wsparcie PCBA

Projekty BMS mogą wymagać jedynie wykonania samej płytki PCB, kompletnej płytki PCBA lub budowy etapowej, gdzie najpierw wytwarzane są płytki prototypowe, a montaż następuje po weryfikacji technicznej. Highleap obsługuje konstrukcje PCB FR4, o wysokiej temperaturze topnienia (Tg), wielowarstwowe, z kontrolowaną impedancją, z dużą ilością miedzi, z metalowym podłożem i inne, o ile spełniają one wymagania dotyczące ułożenia warstw i procesu. W przypadku PCBA standardowy pakiet danych zawiera zestawienie materiałów (BOM), plik pick-and-place, rysunek montażowy, uwagi dotyczące polaryzacji komponentów, listę zatwierdzonych producentów, uwagi dotyczące testów oraz wymagania dotyczące pakowania.

Typowe obszary obwodów BMS

Metody montażu stosowane w projektach BMS

Wiele płytek BMS łączy elementy SMT ze złączami przewlekanymi, przekaźnikami, zaciskami, bocznikami, złączami typu header lub elementami montażowymi. Planowanie montażu powinno uwzględniać wysokość elementu, orientację złącza, dostęp do połączeń lutowanych, selektywne lutowanie, wymagania dotyczące powłoki ochronnej (jeśli jest określona) oraz metodę kontroli końcowej. Jeśli płytka zawiera ścieżki wysokoprądowe, proces produkcji i montażu PCB musi być skoordynowany, aby grubość miedzi, galwanizacja otworów, bilans cieplny lutowania i wymagania dotyczące kontroli były spójne.

Wymagania dotyczące montażu obwodów zarządzania baterią

Dokładność zmysłów i dyscyplina montażu

Dokładność pomiaru BMS zależy od projektu, tolerancji komponentów, układu, metody uziemienia, jakości złącza i spójności montażu. Highleap nie zmienia projektu elektrycznego, ale dyscyplina montażu pomaga chronić zaprojektowaną ścieżkę pomiarową. Prawidłowe wartości komponentów, polaryzacja, orientacja, dopasowanie obudowy i jakość lutowania to podstawowe wymagania. W przypadku sieci rezystorowych, precyzyjnych elementów pomiarowych i układów scalonych z odsłoniętymi padami, weryfikacja zestawienia materiałów (BOM) i kontrola rozmieszczenia są kluczowe.

Notatki dotyczące izolacji i separacji wysokiego napięcia

Płytki BMS stosowane w systemach wysokiego napięcia mogą zawierać obszary izolacji, gniazda, obszary odstępu, optoizolatory, izolatory cyfrowe, transformatory separacyjne lub oddzielne grupy złączy. Wartości upływu i odstępu izolacyjnego muszą wynikać z projektu klienta i obowiązujących norm produktowych. Highleap może wyprodukować płytki PCB o określonych parametrach, ale właściciel produktu powinien określić wymagane odstępy, geometrię gniazd, wymagania dotyczące powłoki, napięcie robocze i kryteria akceptacji na rysunku.

Obciążenie cieplne wokół elementów równoważących i zasilających

Rezystory równoważące, tranzystory MOSFET mocy, boczniki, ścieżki wstępnego ładowania i złącza wysokoprądowe mogą generować lokalne nagrzewanie. Projekt płytki PCB powinien zapewniać wystarczającą powierzchnię miedzi, przelotki termiczne, odstępy i dobór materiałów do przewidywanego obciążenia. Podczas montażu, objętość pasty lutowniczej, konstrukcja padów, osadzenie komponentów i metoda kontroli powinny chronić ścieżkę termiczną. Jeśli w projekcie stosuje się powłoki ochronne, materiały do ​​zalewania lub materiały termoprzewodzące, wymagania te należy zdefiniować przed rozpoczęciem produkcji, ponieważ wpływają one na możliwości kontroli i poprawek.

Ścieżki wysokoprądowe i sterowanie czujnikami niskiego napięcia

Oddzielna uwaga produkcyjna dla obszarów zasilania i czujników

Płytki BMS często łączą obszary wysokiego prądu lub wysokiego napięcia z obwodami czujników niskiego poziomu. Obszary te wiążą się z różnymi ryzykami produkcyjnymi. Obszary zasilania wymagają odpowiedniej grubości miedzi, wytrzymałości połączeń lutowanych, niezawodności złączy i odprowadzania ciepła. Obszary czujników wymagają prawidłowych wartości komponentów, czystego lutowania, stabilnych złączy, niskiego ryzyka zanieczyszczenia i starannej ochrony połączeń. Pojedyncza płytka może zatem wymagać zarówno solidnej kontroli montażu, jak i precyzyjnej obsługi elektroniki.

Sterowanie interfejsem złącza i wiązki przewodów

Elektronika akumulatorów często wykorzystuje złącza wielopinowe, wiązki przewodów, zaciski lub interfejsy płytka-płytka. Orientacja złącza, kierunek zatrzasku, rodzaj powłoki, liczba pinów, rozstaw i szczegóły wiązki przewodów powinny być zgodne z rysunkiem montażowym. Jeśli Highleap obsługuje PCBA wraz z wiązką przewodów lub budową obudowy, dokumentację złącza i wiązki przewodów należy traktować jako jeden pakiet.

Zespół bocznika i czujnika prądu

Elementy do pomiaru prądu wymagają spójności mechanicznej i elektrycznej. Rezystory bocznikowe mogą wymagać planowania odciążenia termicznego, kontrolowanego lutowania i dbałości o odkształcenia płytki. Czujniki Halla i czujniki izolowane mogą wymagać dokładnego umiejscowienia względem przewodu lub struktury szyny. Rysunek montażowy powinien określać wszelkie wymagania dotyczące orientacji, wysokości, lokalizacji mechanicznej i kontroli. Jeśli szyna zbiorcza, zacisk metalowy lub zewnętrzny przewód prądowy są częścią produktu, należy je uwzględnić w danych montażowych lub rysunku technicznym.

Rozmieszczenie komponentów w obwodach zabezpieczających i monitorujących

Układy scalone zabezpieczające i komponenty precyzyjne

Układy scalone zabezpieczające, układy scalone monitorujące baterię, rezystory precyzyjne, kondensatory filtrujące, układy TVS i izolowane komponenty komunikacyjne muszą być zgodne z zatwierdzonym zestawieniem materiałów (BOM). Ryzyko montażu wzrasta, gdy numery katalogowe MPN są podobne, rozmiary obudów są zbliżone lub zatwierdzone przez klienta zamienniki mają różne pady termiczne lub wyprowadzenia. Czysty AVL zmniejsza ryzyko zamiany. Jeśli zamienniki są dozwolone, zestawienie materiałów (BOM) powinno określać, które zamienniki są zatwierdzone, a które wymagają zatwierdzenia przez klienta przed montażem.

Kontrola polaryzacji i orientacji

Płytki BMS często zawierają diody, układy TVS, kondensatory elektrolityczne, diody LED, optoizolatory, układy scalone, złącza i czujniki, które wymagają odpowiedniej orientacji. Informacje dotyczące polaryzacji powinny być widoczne na rysunku montażowym, a nie tylko w pliku CAD. Pierwsza kontrola artykułu powinna zweryfikować orientację przed wyprodukowaniem całej partii. W przypadku płytek z wieloma typami złączy należy dokładnie sprawdzić oznaczenia pinów 1 i kodowanie mechaniczne.

1. Przegląd BOM: potwierdź MPN, opakowanie, biegunowość i zatwierdzone zamienniki.
2. Przegląd stażu: potwierdź konfigurację podajnika, orientację i wersję płytki.
3. Pierwsza kontrola artykułu: dokonać inspekcji krytycznych układów scalonych, czujników, złączy i urządzeń zabezpieczających.
4. Produkcja partiowa: kontynuować po zatwierdzeniu pierwszego artykułu i udokumentować wszelkie wyjątki.

Ryzyko związane z montażem dużych i małych komponentów

Płytki BMS mogą łączyć duże zaciski i przekaźniki z małymi analogowymi elementami front-end. Duże elementy wymagają lutowania termicznego i mechanicznego. Małe elementy wymagają precyzyjnego rozmieszczenia i kontroli pasty lutowniczej. Plan procesu powinien unikać traktowania płytki jako prostego procesu SMT, jeśli zawiera ona elementy mocy do montażu przewlekanego, wysokie złącza, elementy wciskane lub punkty naprężeń mechanicznych.

Wsparcie złącza, wiązki przewodów i interfejsu termicznego

Wymagania dotyczące interfejsu akumulatora

Rysunek montażowy powinien zawierać złącza używane do odczepów ogniw, komunikacji, zasilania, pomiaru temperatury, programowania i diagnostyki. Jeśli płytka PCBA systemu BMS będzie podłączona do wiązki przewodów, rysunek wiązki powinien zawierać opis pinów, długość kabla, kod kolorów, typ zacisku, kierunek zatrzasku, oznaczenia i wymagania testowe. Niezgodność złącza PCB z rysunkiem wiązki przewodów może opóźnić finalną integrację, nawet jeśli sama płytka PCBA jest prawidłowo zmontowana.

Interfejs termiczny i montaż mechaniczny

Niektóre zespoły BMS są montowane do płyt metalowych, obudów lub modułów akumulatorowych. Otwory montażowe, podkładki uziemiające, podkładki termiczne i obszary chronione powinny być określone na rysunku technicznym. Jeśli w skład zespołu wchodzą śruby, podkładki dystansowe, arkusze izolacyjne lub materiały termoprzewodzące, należy je wymienić w zestawieniu komponentów (BOM) lub notach montażowych. Płytka PCB nie powinna opierać się na nieudokumentowanych założeniach mechanicznych dotyczących przenoszenia ciepła lub uziemienia.

Zagadnienia dotyczące powłoki ochronnej i czyszczenia

Elektronika akumulatorowa może pracować w środowiskach, w których wymagane jest powlekanie. Wymagania dotyczące powlekania powinny określać rodzaj materiału, obszary wykluczone, wyłączenia złączy, punkty testowe, panele programujące oraz metodę kontroli. Należy również określić wymagania dotyczące czyszczenia. Pozostałości topnika wokół węzłów pomiarowych, obwodów o wysokiej impedancji lub styków złączy mogą zagrażać niezawodności, dlatego czyszczenie i powlekanie należy zaplanować przed montażem, a nie nakładać po pierwszym montażu.

Testowanie funkcjonalne zespołów BMS

Testy produkcyjne i testy funkcjonalne zdefiniowane przez klienta

Standardowa kontrola PCBA może obejmować kontrolę wizualną, AOI, prześwietlenie rentgenowskie wybranych ukrytych połączeń, kontrole elektryczne oraz wstępną weryfikację artykułu. Testowanie funkcjonalne BMS zależy od projektu klienta i powinno zostać zdefiniowane przez klienta lub właściciela produktu. Highleap może stosować się do dostarczonych przez klienta procedur testowych, instrukcji montażu lub kroków programowania, jeśli są one zawarte w pakiecie produkcyjnym i uzgodnione przed wydaniem zamówienia.

Koordynacja programowania i oprogramowania sprzętowego

Jeśli wymagane jest programowanie, klient powinien dostarczyć pliki oprogramowania sprzętowego, narzędzia programistyczne, instrukcje interfejsu programowania, metodę weryfikacji sumy kontrolnej lub wersji oraz wszelkie procedury bezpieczeństwa. Rysunek montażowy powinien wskazywać złącza lub pady programujące. Jeśli oprogramowanie sprzętowe nie musi być wgrane przez producenta, płytka PCBA może zostać dostarczona w stanie niezaprogramowanym, z uzgodnionym zakresem kontroli.

Wymagania dotyczące zapisu testu

Zapisy testów powinny odpowiadać etapowi projektu. Prototyp może wymagać jedynie podstawowych informacji zwrotnych z inspekcji. Partia pilotażowa może wymagać notatek z pierwszego artykułu, wyników testów funkcjonalnych i obserwacji montażu. Partia produkcyjna może wymagać numerów seryjnych, dzienników testów, dokumentacji identyfikowalności i pakowania. Wymagany typ zapisu powinien być określony w zapytaniu ofertowym (RFQ), aby można go było uwzględnić w zakresie oferty i czasie realizacji.

Prototyp, uruchomienie pilotażowe i wsparcie produkcji

Kompilacje walidacyjne prototypów

Montaż prototypowej płytki PCB BMS jest przydatny do potwierdzenia dopasowania komponentów, kierunku złączy, lutowalności, dostępu do programowania, punktów testowych, zachowania termicznego i kolejności montażu. Informacje zwrotne z prototypu powinny zostać przetworzone na kontrolowane zmiany w rysunku lub zestawieniu komponentów. Jeśli orientacja złącza, obudowa rezystora, dostęp do pola testowego lub zabezpieczenie powłoki ulegną zmianie po przeglądzie prototypu, wydane pliki powinny zostać zaktualizowane przed produkcją pilotażową.

Kontrola biegu pilotażowego

W miarę możliwości w przebiegu pilotażowym należy wykorzystywać materiały i metody montażu zgodne z założeniami produkcyjnymi. Pomaga to potwierdzić konfigurację SMT, lutowanie przewlekane, obsługę złączy, punkty inspekcyjne, kroki programowania i metodę pakowania. Jeśli w przebiegu pilotażowym wykorzystano komponent zastępczy lub uproszczony plan testów, ograniczenie to powinno zostać udokumentowane, ponieważ może ono nie odzwierciedlać końcowych warunków produkcji.

Powtarzalna stabilność produkcji

Zamówienia powtarzane powinny uwzględniać zablokowane zestawienie komponentów (BOM), rewizję płytki PCB, układ warstw, pastę lutowniczą, projekt szablonu, notatki z inspekcji i wymagania dotyczące pakowania. Zmiany w cyklu życia komponentów, braki złączy i alternatywne numery katalogowe (MPN) powinny być zatwierdzane przez klienta. Płytki BMS często pełnią funkcje związane z bezpieczeństwem na poziomie systemu, więc niekontrolowane zamienniki mogą stwarzać ryzyko techniczne i dokumentacyjne.

Lista kontrolna zapytania ofertowego i często zadawane pytania dotyczące montażu płytek PCB BMS

Lista kontrolna pakietu ofertowego

• Dane Gerber, ODB++ lub IPC-2581, pliki wierceń i rysunki produkcyjne.
• BOM z numerami MPN, zatwierdzonymi zamiennikami i częściami, których nie należy zastępować.
• Plik do samodzielnego montażu, rysunek montażowy i notatki dotyczące biegunowości.
• Układ płytek PCB, waga miedzi, grubość końcowa i wykończenie powierzchni.
• Rysunki złączy, notatki dotyczące interfejsu wiązki i informacje o wyprowadzeniach.
• Wymagania dotyczące dużego prądu, izolacji, powłok lub interfejsu termicznego.
• Pliki programowania, instrukcje testowe i wymagania dotyczące zapisów, jeśli mają zastosowanie.
• Ilość, przewidywany czas realizacji, prototyp lub etap produkcji oraz uwagi dotyczące pakowania.

Wewnętrzne linki projektu

W celu planowania płytek wysokoprądowych, patrz montaż płytek PCB z grubej miedzi . W przypadku elektroniki związanej z ładowarkami, patrz montaż płytek PCB z ładowarką pojazdów elektrycznych . W przypadku szerszych projektów konwersji mocy, patrz montaż płytek PCB z elektroniką mocy. Uwagi dotyczące projektowania pod kątem produkcji, patrz rozważania dotyczące projektowania płytek PCB BMS.

FAQ

Czy Highleap projektuje kompletny system BMS?

Nie. Firma Highleap produkuje i montuje płytki PCB BMS na podstawie zatwierdzonych przez klienta plików projektowych. Projekt systemu akumulatorów, oprogramowanie układowe, strategia bezpieczeństwa pakietu i ostateczna zgodność pozostają w gestii właściciela produktu.

Czy Highleap jest w stanie montować płytki BMS za pomocą złączy i zacisków przelotowych?

Tak, jeśli dostarczono pliki dotyczące montażu, BOM oraz wymagania dotyczące procesu, a konstrukcja komponentu jest zgodna z uzgodnionym procesem montażu.

Czy Highleap obsługuje prototypy i ilości produkcyjne?

Tak. Highleap obsługuje prototypy, serie pilotażowe i wersje produkcyjne zgodnie z zatwierdzonym pakietem danych PCB i PCBA.