Uma placa de IoT consiste em três projetos em um único substrato
Um produto conectado precisa realizar três tarefas simultaneamente: transmitir e receber um sinal de rádio, funcionar por meses com uma pequena bateria e medir algo real por meio de um sensor. Cada uma dessas tarefas impõe restrições à forma como a placa é montada — e não apenas ao seu projeto.
1. O rádio precisa de uma área de exclusão
O desempenho da antena é determinado pela geometria ao seu redor. Cobre, planos de aterramento, invólucros metálicos e baterias alteram a sintonia, e o efeito é tão grande que uma placa que passa no teste de condução pode falhar dentro do invólucro.
Em termos de montagem, isso significa que a área de exclusão é tratada como um elemento real: sem cobre, sem componentes, sem revestimento e sem etiqueta dentro dela. A área é marcada no desenho de montagem, mascarada antes de qualquer etapa de revestimento e verificada na primeira peça — pois, uma vez que a unidade é encapsulada ou fechada, nada pode ser corrigido.
2. O consumo de energia é uma questão de processo
A corrente de repouso é medida em microamperes e, nesse nível, a contaminação é um fator importante. Resíduos de fluxo em um nó de alta impedância, umidade dentro de um encapsulamento ou um revestimento aplicado sobre uma placa suja criam caminhos de fuga invisíveis a um teste elétrico padrão.
É por isso que um produto alimentado por bateria deve ser limpo e verificado antes da aplicação do revestimento, em vez de considerar a ausência de limpeza como uma suposição. A medição faz parte do teste funcional: consumo de corrente em cada estado de energia, e não apenas a presença das pistas.
3. Projeto térmico em uma caixa selada
Dispositivos de IoT geralmente são pequenos e selados, portanto o calor não tem para onde ir. Um amplificador de potência, um regulador e um rádio funcionando juntos em uma caixa fechada elevam a temperatura local bem acima da temperatura ambiente, e a precisão do sensor varia com ela.
As opções de montagem incluem: vias térmicas sob o componente quente, um reforço metálico ou um dissipador de calor onde a caixa possa conduzir calor e posicionamento de componentes que mantenha o sensor de temperatura longe do regulador.
4. Revestimento, mas seletivo
O revestimento conformal protege um produto conectado contra condensação e é uma das poucas etapas pós-montagem que altera o comportamento elétrico da placa. A constante dielétrica do revestimento altera a impedância das pistas de RF e desafina a antena se for aplicado dentro da área de exclusão.
Portanto, o revestimento é aplicado seletivamente: conectores, pontos de teste, sensores de pressão e a área da antena são mascarados, e o restante da placa é coberto com a espessura especificada. A decisão entre revestimento e encapsulamento é abordada na comparação de revestimentos.
5. O teste deve executar o produto
Uma montagem de IoT pode passar por AOI, ICT e um teste de inicialização e ainda assim falhar no único teste que importa: o link de rádio no limite do alcance, a leitura do sensor sob carga e a corrente no modo de repouso.
Portanto, o teste funcional executa o firmware, mede a corrente em cada estado e exercita o rádio, com um dispositivo que não desafina a antena. Quando o projeto inclui pistas de RF em laminado Rogers, Arlon, Taconic ou Nelco, a impedância é mantida em ±10% e verificada através da montagem em camadas.
O que enviar para um orçamento
O conjunto Gerber, a lista de materiais (BOM), o desenho de montagem com a área de exclusão da antena e a máscara de revestimento, a versão do firmware para o teste funcional e a especificação de teste para cada estado de energia. Os protótipos são entregues em 1 a 3 dias; componentes 01005 e 0201, tecnologia mista e revestimento seletivo são produzidos nas mesmas quatro linhas SMT.
Os limites do processo estão no Página de fabricação de PCBA; o contexto de aplicação para produtos conectados está no eletrônicos de consumo e telecomunicações páginas.
