Một bo mạch IoT là ba thiết kế trên cùng một chất nền
Một sản phẩm kết nối phải đồng thời truyền và nhận tín hiệu vô tuyến, hoạt động nhiều tháng với một viên pin nhỏ, và đo lường thực tế qua giao diện cảm biến. Mỗi việc đặt ra những ràng buộc riêng về cách lắp ráp bo mạch — không chỉ về thiết kế.
1. Vùng cấm lắp đặt radio
Hiệu suất ăng-ten được quyết định bởi hình dạng xung quanh nó. Đồng, mặt phẳng nối đất, vỏ kim loại và pin đều làm thay đổi tần số điều chỉnh, đủ lớn để một bo mạch vượt qua bài kiểm tra dẫn truyền vẫn có thể lỗi trong vỏ.
Về mặt lắp ráp, vùng cấm lắp đặt là một đặc điểm thực sự: không đồng, không linh kiện, không lớp phủ, không nhãn bên trong. Khu vực này được đánh dấu trên bản vẽ lắp ráp, che chắn trước mọi bước phủ, và kiểm tra ở sản phẩm mẫu đầu tiên — vì một khi thiết bị đã đóng gói hoặc bao bọc, không thể sửa chữa được nữa.
2. Ngân sách năng lượng là vấn đề của quy trình
Dòng điện chế độ ngủ đo bằng microampe, và ở mức đó, nhiễm bẩn là vấn đề quan trọng. Dư lượng chất trợ hàn trên điểm nối trở kháng cao, hơi ẩm bên trong gói linh kiện, hoặc lớp phủ trên bo mạch không sạch đều tạo ra đường rò mà phép thử điện tiêu chuẩn không phát hiện được.
Vì vậy, sản phẩm chạy bằng pin cần được làm sạch và kiểm tra kỹ trước khi phủ lớp bảo vệ, thay vì coi "không cần làm sạch" là giả định. Việc đo lường nằm trong thử nghiệm chức năng: dòng tiêu thụ ở mỗi trạng thái nguồn, không chỉ sự hiện diện của các đường điện.
3. Thiết kế tản nhiệt trong một hộp kín
Thiết bị IoT thường nhỏ và niêm phong kín, nên nhiệt không có chỗ thoát. Một bộ khuếch đại công suất, bộ điều chỉnh và bộ thu phát vô tuyến hoạt động cùng nhau trong vỏ kín làm tăng nhiệt độ cục bộ cao hơn nhiều so với môi trường, và độ chính xác cảm biến bị ảnh hưởng theo.
Các lựa chọn lắp ráp: lỗ dẫn nhiệt bên dưới bộ phận nóng, thanh gia cường kim loại hoặc bộ tản nhiệt nơi vỏ có thể dẫn nhiệt, và vị trí linh kiện sao cho cảm biến nhiệt độ cách xa bộ điều chỉnh.
4. Phủ lớp bảo vệ, nhưng có chọn lọc
Lớp phủ bảo vệ giúp sản phẩm kết nối chống ngưng tụ hơi nước, và là một trong số ít bước sau lắp ráp làm thay đổi đặc tính điện của bo mạch. Hằng số điện môi của lớp phủ làm thay đổi trở kháng đường dẫn RF và lệch tần số ăng-ten nếu phủ bên trong vùng cấm.
Do đó, lớp phủ được áp dụng có chọn lọc: đầu nối, điểm kiểm tra, cảm biến áp suất và khu vực ăng-ten được che chắn; phần còn lại được phủ với độ dày quy định. Quyết định giữa phủ lớp bảo vệ và đổ khuôn được đề cập tiếp theo. so sánh lớp phủ.
5. Bài kiểm tra phải chạy sản phẩm
Một cụm lắp ráp IoT có thể vượt qua AOI, ICT và kiểm tra khởi động nguồn nhưng vẫn thất bại ở bài kiểm tra quan trọng nhất: liên kết vô tuyến ở rìa phạm vi, đọc cảm biến dưới tải, dòng điện chế độ ngủ.
Vì vậy, kiểm tra chức năng chạy phần mềm, đo dòng điện ở mỗi trạng thái và kiểm tra hoạt động bộ thu phát vô tuyến, với thiết bị cố định không làm lệch tần số ăng-ten. Khi thiết kế dùng đường dẫn RF trên tấm nền Rogers, Arlon, Taconic hoặc Nelco, trở kháng được giữ ở mức ±10% và xác minh qua cấu trúc xếp lớp.
Những gì cần gửi để được báo giá
Bộ Gerber, BOM, bản vẽ lắp ráp với vùng cấm ăng-ten và mặt nạ phủ, phiên bản phần mềm cho kiểm tra chức năng và thông số kỹ thuật kiểm tra cho mỗi trạng thái nguồn. Nguyên mẫu được gửi lại trong vòng 1-3 ngày; linh kiện 01005 và 0201, công nghệ hỗn hợp và phủ chọn lọc đều được sản xuất trên cùng bốn dây chuyền SMT.
Giới hạn quy trình nằm ở Trang sản xuất PCBA; ngữ cảnh ứng dụng cho sản phẩm kết nối nằm trên thiết bị điện tử tiêu dùng Và viễn thông trang.
