Mit der Ausweitung des Internet der Dinge werden robustere Leiterplatten wichtiger denn je, selbst in der Haushaltselektronik.
Es besteht ein Bedarf an Leiterplatten, die die große Hitze des Sommers aushalten und nicht aufgeben, die den extremen Vibrationen einer Waschmaschine wie ein Profi standhalten und die in Wasser getaucht werden können, ohne dass ein Fehler auftritt. Viele Handys bieten heute dieses robuste, strapazierfähige Design, aber da die Wetterextreme immer mehr zunehmen und die Nachfrage nach intelligenteren Geräten steigt, werden robustere und langlebigere Leiterplatten zur Norm werden.
Um eigene Leiterplattendesigns so zu verbessern, dass sie auch extremen Umgebungen standhalten, müssen Designer diese Top-Tipps beherzigen:
Wichtige Faktoren, die im Designprozess zu berücksichtigen sind
Es gibt einige Schlüsselfaktoren, die im Designprozess zu berücksichtigen sind.
- Extreme Temperaturen
- Hochfrequente Vibrationen
- Mechanische Stöße
- Nässe, Wasser und Feuchtigkeit
- Schmutz und Ablagerungen
- Hoher Druck
- Stromstöße
Verwendet ein All-in-One PCB Design System
Wenn es um das Entwerfen, Testen und Verpacken von PCB-Designs geht, ist das richtige Designsystem unerlässlich. Mit der fortschrittlichsten Designtechnologie, die es gibt, können Designer schnelles und hochwertiges Routing für jedes Elektronikprojekt durchführen. Sie benötigen ein System, das alle Aspekte des PCB-Designprozesses – vom Schaltplan über das PCB-Layout bis hin zur Designdokumentation – in einer einzigen Ansicht darstellt. Es gibt verschiedene Optionen, darunter auch solche, die günstigere monatliche Cloud-basierte Abonnements anbieten, über die Ihr mehr erfahren könnt, wenn Ihr hier klickt.
Verwendet robustere Materialien
PCB-Materialien haben einen großen Einfluss auf die Haltbarkeit des endgültigen Designs. Kohlenwasserstoff-Keramik-Laminate eignen sich zum Beispiel für Anwendungen, die extrem hohen Temperaturen standhalten müssen. Aluminium und FR4 hingegen werden für Anwendungen mit niedrigen Temperaturen empfohlen. Für feuchte Umgebungen sind Polyimid und PTFE eine gute Wahl.
Stärkere Wärmemanagementlösungen hinzufügen
Unabhängig von der Anwendung der Leiterplatte ist das Wärmemanagement unerlässlich. Fortschrittlichere PCBs benötigen zusätzliche Leistung. Diese Leistung muss so eingesetzt werden, dass der größte Teil davon genutzt und nicht verschwendet wird, da Wärme nicht nur für die Leistung des Geräts, sondern auch für die Lebensdauer der Elektronik selbst wichtig ist. Dies kann durch Kühlkörper auf der Leiterplatte oder durch Lüfter erreicht werden. Dies ist bei der Entwicklung von Leiterplatten üblich, aber wenn man diese Maßnahmen mit einem effizienteren Design kombiniert, um die Wärmeentwicklung von vornherein zu minimieren, kann man die Lebensdauer der Leiterplatten insgesamt erhöhen.
Externes Rauschen ausblenden
Elektromagnetisches Rauschen kann empfindliche Signale in Leiterplattendesigns stören und sie weniger zuverlässig machen. Eine EMI-Abschirmung kann helfen, das Rauschen abzuschirmen, ebenso wie die Verwendung einer Silikonharzbeschichtung, die gegen Lösungsmittel, Chemikalien, Feuchtigkeit und Vibrationen beständig ist. Eine solche Beschichtung bietet zahlreiche Schutzmöglichkeiten, von der EMI-Abschirmung bis hin zur Abdichtung gegen Staub und Schmutz.
Verunreinigungen ausschließen
Die Wasserdichtigkeit von Alltagsgeräten ist zur Norm geworden. Wenn Euer Gerät in irgendeiner Situation Gefahr läuft, durch Wasser beschädigt zu werden, ist eine Abdichtung nach IP67 oder höher ein Muss. In den meisten Fällen ist es nicht nur wasserdicht, sondern auch staub- und schmutzdicht, da sonst die elektrischen Verbindungen auf der Leiterplatte unterbrochen werden könnten.
Fazit
Die Verbesserung des Gesamtdesigns mit durchgängiger PCB-Design-Hardware und die Aufwertung der für das PCB- und Gehäusedesign verwendeten Materialien werden dazu beitragen, dass die nächste Generation von Geräten langlebiger und widerstandsfähiger wird und selbst bei unvorsichtiger oder extremer Nutzung seltener kaputt geht.
Foto: Altium