자동차용 PCB를 극한의 환경에 노출시키는 과정
자동차 전자부품들은 엄청난 스트레스를 받습니다. 한 순간은 주차장에서 추위에 시달리고, 다음 순간에는 엔진룸에서 뜨거운 열기에 시달립니다. 고객들이 제품이 갑자기 고장 나는 것을 막기 위해, 우리는 특수한 디지털 IR 가열 장치를 사용합니다.
이러한 장치들은 단순히 공기를 따뜻하게 만드는 것이 아니라, 열을 직접 PCB 표면에 집중시킵니다. 이 방식은 파워 모듈이나 엔진 근처에서 발생하는 극심한 열환경을 모방한 것입니다.
왜 단파 적외선을 사용할까?
대류 오븐은 속도가 매우 느립니다. PCB가 열충격에 어떻게 반응하는지 확인하기 위해 몇 초 안에 150°C까지 온도를 올려야 한다면, 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 수 없습니다. 그래서 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프는 에너지를 직접 PCB에 전달합니다. 속도가 매우 빠릅니다. 바로 이 점이 납땜부와 반도체 패키지에 실제적인 스트레스를 주는 데 필요한 요소입니다.
온도를 통제하기
훌륭한 가열 장치라도 부품들이 타버리면 아무 소용이 없습니다. 이를 방지하기 위해, 우리는 PCB에 K타입 세미컨덕터를 직접 부착합니다. 이 센서들은 PID 컨트롤러와 연동되어 온도를 안정적으로 유지합니다. 이로 인해 온도가 너무 높아져 부품이 손상되는 것을 막을 수 있습니다. 또한, 특정 주행 조건에 맞게 온도 상승, 유지, 하강 과정을 프로그램할 수도 있습니다. 마치 자동차가 실제 도로 위에서 경험하는 것과 같습니다.
엔지니어링의 어려움
고출력 램프는 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 이는 PCB에는 좋지만, 램프를 담고 있는 기계에는 큰 부담이 됩니다. 만약 환기 시스템이 제대로 되어 있지 않다면, 그 열이 다시 제어 회로로 들어가게 됩니다. 그러면 센서들의 데이터가 왜곡되고, 제품의 성능이 떨어집니다. 우리는 하우징을 위한 전용 강제 공기 냉각 시스템만이 전자 부품들을 안정적으로 유지할 수 있는 방법이라는 것을 알고 있습니다.
손상 지점 찾기
우리는 이러한 장치를 사용하여 ECU가 언제 고장날지 정확히 파악합니다. PCB가 작동 중일 때 열을 점차 높여가면서, PCB의 결함이나 포팅 컴파운드의 문제를 발견할 수 있습니다. 이는 시간을 절약해주는 방법입니다. 1,000시간 동안 기후실에 부품을 두고 결과를 기다리는 대신, 훨씬 짧은 시간 안에 고장 지점을 찾을 수 있습니다.