Руководство по проектированию печатных плат и изготовлению печатных плат для портативных тепловизионных камер

Модуль тепловизора часто является той частью портативной инфракрасной камеры, повреждение которой покупатель не может себе позволить во время ремонта. Однако в коммерческое предложение на печатную плату портативной тепловизора может входить только стоимость основной платы, оставляя закупку модуля, установку разъема и проверку после сборки вне указанной цены. Для OEM-производителя, сравнивающего поставщиков печатных плат для тепловизоров, эти упущения имеют большее значение, чем небольшая разница в стоимости самой платы.

Компания Highleap Electronics предоставляет услуги по изготовлению печатных плат, подбору компонентов и сборке печатных плат для различных типов электронного оборудования. В случае контроллера инфракрасной камеры или носителя термодатчика, обсуждение процесса производства начинается с фактического изготовления печатной платы, утвержденного списка компонентов и последовательности установки. Аналогичные заводские услуги также применяются к промышленным контроллерам, коммуникационному оборудованию и другой OEM-электронике; для каждой платы применяется индивидуальный процесс, основанный на ее утвержденном проекте.

Входит ли в стоимость вашей печатной платы неохлаждаемый микроболометр?

Для печатной платы модуля тепловизора критически важным компонентом может быть неохлаждаемый микроболометр, устанавливаемый в разъем, или интегрированный тепловизионный модуль. В другой конструкции интерфейс датчика может располагаться на одной плате, а электроника обработки изображений — на другой. Ни слово «камера», ни общее количество компонентов не дают сборщику информации о том, будет ли дорогостоящий модуль поставлен, установлен или протестирован.

Определите место установки до утверждения процесса пайки.

Некоторые термомодули крепятся через разъем, указанный производителем; другие имеют другие ограничения по монтажу или обработке. Производитель оборудования должен предоставить точный номер детали модуля, чертеж и инструкции по обращению с ним от поставщика. Если утвержденный метод предусматривает установку после оплавления припоя на плате, перед установкой основного модуля может быть возможна электрическая изоляция основания печатной платы. Это может снизить риск повреждения дорогостоящих компонентов при доработке, хотя последовательность должна соответствовать фактической конструкции и обеспечивать доступ для тестирования.

При сборке печатных плат инфракрасных камер OEM-производителем в заказе на покупку должны быть указаны три отдельных ответственных лица: кто закупает модуль, кто выполняет утвержденный этап установки и кто оплачивает или оценивает неисправный модуль. При необходимости отслеживания необходимо регистрировать состояние поступающего модуля и его соответствие серийному номеру. Это позволит более эффективно сравнивать поставщиков, чем запрашивать у каждого из них единую, необъяснимую цену на «печатную плату тепловизора».

Путь передачи тепла от процессора может изменить условия работы датчика.

В портативной тепловизионной камере в одном компактном корпусе могут быть объединены нагревающийся процессор обработки изображений, зарядное устройство для батареи, дисплей и термочувствительный датчик. Даже если процессор работает в пределах допустимой температуры компонентов, тепло, передаваемое через медные контакты печатной платы или шасси, может изменить тепловую среду вокруг ядра обработки изображений.

Защитите проверенный путь отвода тепла, а не только процессор.

В проекте по изготовлению печатной платы для портативной инфракрасной камеры утвержденная схема может предусматривать массивы теплоотводящих переходных отверстий, медные заливки, зоны, исключающие размещение компонентов, или контактные площадки для теплоотвода. Изменение в процессе изготовления, улучшающее охлаждение одного устройства, может непреднамеренно приблизить тепло к модулю. Наше обсуждение методов теплоотвода и теплоотводящих переходных отверстий на печатной плате предоставляет полезную справочную информацию, но сборка тепловизора должна соответствовать утвержденной геометрии платы и механическому пути передачи тепла.

В ходе производственной проверки следует отметить любые предлагаемые изменения в структуре платы, балансе меди, размещении зарядного устройства или контактных площадках тепловых интерфейсов. Затем владелец продукта должен оценить их влияние во время прогрева, непрерывной съемки и зарядки, в зависимости от ситуации. Проверка конструкции платы и контроль качества печатных плат могут подтвердить соответствие заявленным параметрам; однако они не могут независимо сертифицировать радиометрическую точность внутри готового корпуса.

Когда разъем FPC камеры подходит к печатной плате, но не к корпусу.

Миниатюрный разъем FPC можно припаять в нужном месте, и при этом он все равно не позволит вставить кабель дисплея после закрытия корпуса инфракрасной камеры. Направление соединения, доступ к защелке, высота разъема и направление изгиба гибкого кабеля — все это влияет на сборку. Это практические ограничения для покупателей, ищущих сборку печатных плат для камер и термодатчиков , а не мелкие детали отделки.

Для схем с отдельными гибкими печатными платами для дисплея, датчиков или управления необходимо предоставить чертеж бокового вида и направление прокладки кабелей вместе с файлом размещения. Варианты межсоединений FPC для камер актуальны, если утвержденный комплект плат включает гибкое соединение; производитель не должен добавлять гибкую печатную плату в схему, использующую обычные разъемы или кабели.

Аналогичная физическая проверка должна охватывать базовые точки оптической оси, положение монтажных отверстий, высоту стоек и то, установлен ли датчик до или после сборки корпуса. Первичная проверка механической совместимости образца может выявить несоответствие разъемов до повторных заказов, даже если электрическая целостность цепи проверена.

Для сборки двух плат тепловизионного оборудования могут потребоваться разные способы.

Для производства компактного инфракрасного датчика с разъемом и несколькими пассивными компонентами не обязательно требуется тот же производственный процесс, что и для печатной платы контроллера тепловизионной камеры с мощным процессором, внешней памятью, устройствами управления питанием, USB и высокоскоростными интерфейсами обработки изображений. В последнем случае может потребоваться многослойный контроль импеданса или усовершенствованная проверка корпуса; в первом же случае всё может зависеть в основном от выравнивания разъема и обработки модуля.

Выбор способа сборки с малым шагом выводов зависит от риска, связанного с упаковкой.

Для печатной платы с тепловизионной камерой высокой плотности требования к изготовлению и поверхностному монтажу определяются утвержденным размером процессорного разъема, расположением компонентов BGA, теплоотводящими площадками QFN и трассировкой памяти. В случаях, когда скрытые паяные соединения требуют дополнительной проверки, рентгеновский контроль паяных соединений BGA может дополнить оптический контроль. Ни упаковка BGA, ни маркировка тепловизионной камеры автоматически не означают, что каждую плату необходимо проверять на наличие компонентов высокой плотности или проводить рентгеновский контроль.

Услуги Highleap по электронному производству печатных плат по индивидуальному заказу охватывают различные отрасли и требования к сборке. Для программ, требующих координации утвержденного изготовления плат, закупки компонентов и сборки печатных плат одним поставщиком, может быть обсужден вариант сборки печатных плат «под ключ» . Дорогостоящие ядра обработки изображений, подключение кабелей, программирование микропрограммного обеспечения и любые специальные проверки должны быть включены в коммерческое предложение только в том случае, если это прямо оговорено.

Тепловое изображение не является доказательством точности измерения температуры.

При функциональном тестировании печатных плат тепловизоров наблюдение за инфракрасным изображением в реальном времени доказывает, что по крайней мере часть цепи питания, процессора и передачи данных датчика работает. Это не доказывает точность измерения температуры прибором. В технических условиях закупки следует разделять эти этапы приемки, вместо того чтобы требовать от завода-изготовителя печатных плат неопределенного «100% теплового теста».

В зависимости от конкретной схемы и прилагаемого тестового стенда, план тестирования на уровне печатной платы может определять следующие проверки:

• Перед установкой основного блока, если это возможно: Проверьте работу линий питания, загрузки и памяти, не рискуя повредить модуль создания образа.
• После установки ядра: Определите датчик, подтвердите канал связи и проверьте наличие указанных выходных данных изображения или диагностического ответа.
• Управление конфигурацией: Проверьте утвержденную прошивку и запишите последовательную связь модуля или печатной платы, если это требуется производителем оборудования.

Калибровка FFC и радиометрическая калибровка не взаимозаменяемы.

Некоторые тепловизоры выполняют коррекцию плоского поля (FFC) или коррекцию неравномерности для улучшения однородности изображения. Калиброванные показания температуры, напротив, могут зависеть от оптики, коэффициента излучения мишени, температуры корпуса, теплового окна и метода компенсации, используемого в изделии. Если требуется заводская радиометрическая проверка, производитель оборудования должен определить калибровочную мишень, условия, оборудование, процедуру и пределы прохождения/непрохождения. Одной лишь обычной электрической проверки недостаточно для определения точности измерений готовой камеры.

Заблокируйте принятую сборку перед следующим производственным заказом.

Для термографических печатных плат, используемых в процессе разработки прототипов и производства серийного производства , утвержденное изображение на пилотном образце должно сопровождаться документацией, позволяющей воспроизвести ту же сборку. Наиболее важными документами являются не типовые сертификаты, а утвержденная версия ядра системы визуализации, версии платы и спецификации материалов, а также конфигурация тестирования, подтвердившая приемку.

Перед повторным заказом попросите поставщика обеспечить сохранность следующих материалов:

• Основной статус и статус поставок: Номер детали термомодуля, владелец поставки, утвержденные заменители, порядок обработки при поступлении и серийный номер, если указано.
• Документация по механическим и сборочным работам: Ориентация разъема или гибкой печатной платы, этап установки, ограничения припоя и любые признаки соответствия первого образца или качества паяного соединения.
• Протокол приемки: Проверка прошивки, версии приспособления, электрические проверки, проверка тракта изображения и отдельно согласованные работы по калибровке.

При планировании прогнозируемых объемов производства печатных плат становится важным учет требований к теплоотводящим элементам с длительным сроком поставки, мощности подающих устройств и оснастки, утвержденным изменениям материалов и повторяющимся этапам сборки. Покупателям следует запрашивать цены на первую партию и ожидаемые повторные объемы отдельно, особенно если стоимость модуля или время тестирования преобладают над стоимостью собранной платы.

Для запроса коммерческого предложения на изготовление печатной платы для портативной тепловизионной камеры предоставьте файлы Gerber или ODB++, информацию о структуре слоев, сборочные чертежи, утвержденную спецификацию материалов, инструкции по установке модуля, варианты плат и целевое количество. Добавьте точные данные о необходимых результатах проверки или тестирования. Компания Highleap сможет оценить требования к изготовлению и сборке для этого проекта по созданию тепловизионных камер — или для других программ по производству электронных печатных плат и сборке печатных плат — в соответствии с четко определенным объемом работ.