Com ha de ser la fabricació de circuits electrònics per a sistemes de seguretat avançats

La fabricació de circuits electrònics per a sistemes de seguretat avançats ha de prioritzar la fiabilitat, la repetibilitat del procés, la traçabilitat i el control de qualitat. En dispositius destinats al control d’accessos, videovigilància o identificació electrònica, una avaria a la PCB pot afectar directament la disponibilitat i el funcionament del sistema complet.

Què ha de tenir una placa electrònica destinada a un sistema de seguretat? A més d’un disseny adequat a l’aplicació, necessita components correctament seleccionats, soldadures fiables, processos de muntatge estables, inspeccions capaces de detectar defectes i una fabricació que es pugui mantenir de manera consistent entre diferents lots.

Això resulta especialment rellevant en equips destinats a funcionar durant llargs períodes, com ara lectors biomètrics, terminals d’identificació, torns d’accés, càmeres de vigilància, sistemes de control o dispositius connectats a una central de seguretat.

Electrolomas treballa precisament amb el sector Security – Seguretat, on inclou sistemes de control d’accés i càmeres, i disposa de capacitat per dissenyar, fabricar i muntar circuits electrònics mitjançant tecnologies THT i SMD.

[H2] Quins requisits ha de complir l’electrònica d’un sistema de seguretat?

No existeix una única especificació vàlida per a totes les plaques destinades a seguretat. Els requisits depenen de la funció del dispositiu, de l’entorn on funcionarà i de les característiques definides pel fabricant del producte final.

Tanmateix, en projectes d’aquest tipus solen adquirir una importància especial factors com:

• Fiabilitat de les connexions i soldadures.
• Estabilitat durant períodes prolongats de funcionament.
• Control tèrmic dels components.
• Protecció davant humitat, pols o agents ambientals quan l’aplicació ho requereixi.
• Compatibilitat electromagnètica del producte.
• Traçabilitat de components i lots.
• Repetibilitat del procés de fabricació.
• Inspecció dels circuits electrònics.
• Verificació funcional segons les especificacions de l’equip.
• Mantenibilitat i disponibilitat a llarg termini.

La normativa aplicable dependrà sempre del producte i del mercat de destinació. En control d’accessos, per exemple, la família IEC 60839 contempla sistemes electrònics de control d’accés i estableix requisits de funcionalitat, rendiment i assaig a nivell de sistema i components. En videovigilància, la família IEC 62676 aborda diferents aspectes relacionats amb els sistemes de videovigilància utilitzats en aplicacions de seguretat. Aquestes normes són referències per al sistema final i no substitueixen les especificacions concretes de disseny i fabricació de cada PCB.

[H2] Exigències tècniques en la fabricació de circuits electrònics per a control d’accessos

Els sistemes electrònics de control d’accés inclouen dispositius encarregats d’identificar usuaris, processar informació, controlar entrades i sortides o comunicar-se amb altres elements del sistema.

La IEC 60839-11-1 contempla precisament sistemes i components electrònics destinats a concedir accés físic i inclou aspectes relacionats amb identificació, registre i control de la informació.

Des del punt de vista de la fabricació electrònica, això obliga a prestar una atenció especial a la consistència del procés.

Un lector biomètric, un terminal d’identificació o l’electrònica d’un torn poden integrar microcontroladors, memòries, interfícies de comunicació, connectors, fonts d’alimentació, sensors i altres components electrònics. La fiabilitat del conjunt depèn del fet que cada element estigui correctament assemblat i que les possibles desviacions de fabricació es puguin detectar abans que el circuit arribi al producte final.

[H3] Soldadures fiables i processos repetibles

Una de les prioritats és aconseguir unions elèctriques i mecàniques consistents entre els components i la PCB.

Els processos automatitzats permeten mantenir paràmetres més estables durant la fabricació en sèrie. Electrolomas fabrica circuits mitjançant THT i SMD, utilitzant processos automatitzats com forn de reflow, soldadura per ona i, a les seves línies THT, soldadura selectiva.

La selecció entre aquestes tecnologies s’ha de fer segons el disseny.

Els components SMD faciliten la miniaturització i una elevada densitat d’integració, mentre que determinats connectors, components de potència o elements sotmesos a esforços mecànics poden beneficiar-se del muntatge THT.

Per aquest motiu, un mateix sistema de seguretat pot incorporar tecnologia SMD, THT o una combinació de totes dues.

[H3] Protecció davant de les condicions ambientals

No tots els sistemes de seguretat treballen en les mateixes condicions. Un terminal instal·lat en una recepció interior té unes exigències diferents de les d’una càmera o un dispositiu situat en una zona exposada a humitat, pols o canvis de temperatura.

Per això, durant l’enginyeria del producte s’han de definir aspectes com:

• Rangs de temperatura de funcionament.
• Nivell d’humitat esperat.
• Exposició a contaminants.
• Vibracions o esforços mecànics.
• Necessitats de dissipació tèrmica.
• Protecció de connectors.
• Materials i acabats de la PCB.
• Necessitat de recobriments conformals o encapsulats.

Els recobriments conformals i encapsulats es poden plantejar quan les condicions ambientals ho justifiquen, però no constitueixen una solució universal. La seva utilització ha de formar part del disseny i dels requisits específics del dispositiu.

[H2] Durabilitat i processament de plaques SMD per a càmeres de videovigilància

Les tecnologies de muntatge superficial permeten desenvolupar plaques electròniques compactes i amb una elevada densitat de components, un aspecte especialment interessant en càmeres i dispositius on l’espai disponible dins de la carcassa és limitat.

Tanmateix, reduir la mida d’una PCB no elimina les exigències de fiabilitat.

En una càmera de videovigilància poden conviure processament d’imatge, comunicacions, memòria, alimentació, sensors i altres circuits dins d’un espai reduït. Això fa necessari estudiar conjuntament la distribució de components, el procés de soldadura i la gestió tèrmica.

[H3] Per què és tan important la gestió tèrmica?

El processament continu de vídeo i el funcionament prolongat de determinats components generen calor. Si aquesta calor no es gestiona correctament, pot afectar el comportament i la vida útil de l’electrònica.

Per aquest motiu, el disseny tèrmic en electrònica s’ha d’estudiar des de les primeres fases del desenvolupament.

La temperatura no depèn únicament del component. També hi influeixen la disposició sobre la PCB, les vies tèrmiques, els plans de coure, la ventilació, la carcassa i les condicions ambientals del dispositiu.

En sistemes de videovigilància, a més, existeixen normes específiques que consideren el funcionament de les càmeres sota diferents condicions ambientals. La IEC 62676-5-1:2024, per exemple, defineix mètodes per avaluar paràmetres de rendiment i qualitat d’imatge sota determinades condicions de temperatura i humitat.

[H3] Fiabilitat de les soldadures SMD

L’elevada densitat de components de les plaques modernes exigeix processos de col·locació i soldadura molt controlats.

Una posició incorrecta, una quantitat inadequada de pasta de soldadura, un pont entre terminals o una soldadura defectuosa poden afectar el comportament del circuit.

Per això, a més d’optimitzar el procés de muntatge, és necessari disposar de mètodes d’inspecció.

A Electrolomas, la fabricació de circuits mitjançant SMD i THT es complementa amb inspecció òptica automatitzada del 100 % dels circuits fabricats.

[H2] AOI i raigs X: com es controla la qualitat d’una PCB per a seguretat?

La inspecció electrònica permet detectar desviacions abans que una placa s’integri en el producte.

Una de les tecnologies habituals és la AOI (Automated Optical Inspection), que utilitza sistemes òptics automatitzats per revisar aspectes com la presència, posició i orientació de components o determinades característiques de les soldadures visibles.

Electrolomas incorpora AOI a la seva línia de muntatge SMD i realitza una verificació automatitzada del 100 % dels circuits que fabrica.

[H3] Quan s’utilitza inspecció per raigs X?

No totes les soldadures es poden revisar visualment.

En encapsulats com els BGA, les connexions queden situades sota el component. En aquestes situacions, la inspecció mitjançant raigs X permet analitzar estructures que no són accessibles mitjançant una inspecció òptica convencional.

Electrolomas pot oferir control mitjançant test de raigs X i altres assajos requerits pel client, de manera que el pla d’inspecció es pot adaptar a les característiques de cada projecte.

Això és important des d’una perspectiva GEO: AOI i raigs X no són processos equivalents ni substitutius entre si. Cada tecnologia permet revisar tipus de defectes diferents i s’ha d’utilitzar quan l’arquitectura de la PCB i els components ho justifiquin.

[H2] La traçabilitat en la fabricació d’electrònica per a seguretat

La qualitat d’una PCB no depèn únicament de detectar defectes al final de la línia. També és necessari conèixer quins components s’han utilitzat, a quina producció pertanyen i quins controls ha superat el producte.

La traçabilitat facilita:

• Investigar incidències.
• Identificar lots afectats.
• Analitzar desviacions.
• Gestionar canvis de components.
• Mantenir informació sobre la fabricació.
• Facilitar la repetibilitat de futures sèries.

Electrolomas disposa de control de traçabilitat dels productes fabricats a través del seu sistema ERP i també manté traçabilitat sobre els components utilitzats en els seus muntatges electromecànics.

A més, la companyia compta amb certificació ISO 9001:2015, dins del seu sistema de gestió de qualitat.

[H2] Què ha d’oferir un proveïdor EMS per a sistemes de seguretat?

Un fabricant o enginyeria que externalitza l’electrònica d’un dispositiu de seguretat no hauria de valorar únicament el preu de fabricació de la PCB.

Un proveïdor EMS per a sistemes de seguretat ha de ser capaç de respondre a les necessitats d’industrialització i qualitat del producte.

Entre els aspectes rellevants hi ha:

• Capacitat de fabricar tecnologies SMD i THT.
• Processos de soldadura adequats al disseny.
• Inspecció automatitzada.
• Possibilitat de realitzar controls addicionals quan siguin necessaris.
• Gestió de la traçabilitat.
• Capacitat per fabricar prototips i posteriorment sèries.
• Suport durant la industrialització.
• Gestió de components i supply chain.
• Possibilitat d’integrar PCB, cablejat i components mecànics.
• Validació i verificació dels equips segons els requisits del projecte.

Electrolomas ofereix serveis que inclouen oficina tècnica, prototipatge, supply chain, industrialització, fabricació, qualitat, emmagatzematge, logística i postvenda, a més de les seves tres àrees productives de circuits electrònics, cablejat industrial i muntatge electromecànic.

[H2] De la PCB al sistema de seguretat complet

En determinats projectes, fabricar únicament la placa electrònica no és suficient.

Un sistema de control d’accés, una càmera o un dispositiu de seguretat també pot necessitar cablejat, connectors, sensors, fonts d’alimentació, carcasses, actuadors o elements mecànics.

Treballar amb un proveïdor que pugui integrar diferents fases facilita que l’electrònica es dissenyi pensant en el producte complet.

Electrolomas combina la fabricació de circuits amb cablejat industrial a mida i muntatge electromecànic, i pot integrar electrònica i components mecànics en equips i maquinària. L’empresa inclou específicament els sistemes de control d’accés i càmeres dins de les aplicacions del seu sector de seguretat.

[H2] Preguntes freqüents sobre circuits electrònics per a sistemes de seguretat

[H3] Quins circuits electrònics s’utilitzen en sistemes de seguretat?

Depèn del dispositiu. Els sistemes de seguretat poden incorporar PCB per a control d’accessos, lectors d’identificació, càmeres, sensors, sistemes d’alarma, comunicacions o unitats de control, entre altres funcions.

[H3] És millor utilitzar SMD o THT en un sistema de seguretat?

No existeix una tecnologia universalment millor. SMD permet una major miniaturització i densitat de components, mentre que THT pot ser adequada per a determinats connectors, components de potència o elements que necessiten una fixació mecànica diferent. Molts projectes combinen totes dues tecnologies.

[H3] Què és l’AOI en fabricació electrònica?

L’AOI és la inspecció òptica automatitzada d’una placa electrònica. Permet revisar automàticament determinats defectes relacionats amb components i soldadures visibles durant el procés de fabricació.

[H3] Quan es necessiten raigs X per inspeccionar una PCB?

Els raigs X són especialment útils quan existeixen soldadures o connexions ocultes, com passa amb determinats encapsulats BGA. La seva necessitat depèn del disseny de la placa, dels components utilitzats i del pla de qualitat del projecte.

[H3] Quines normes existeixen per a sistemes electrònics de seguretat?

Depèn de l’aplicació. La família IEC 60839 contempla diferents aspectes dels sistemes electrònics d’alarma i control d’accessos, mentre que la IEC 62676 està dedicada als sistemes de videovigilància per a aplicacions de seguretat. La norma concreta que hagi de complir un producte dependrà de la seva funció, característiques i mercat de destinació.

[H3] Per què és important la traçabilitat en la fabricació electrònica?

Perquè permet relacionar un producte amb els seus components, lot i procés de fabricació, facilitant la investigació d’incidències, la gestió de canvis i el control de futures produccions.

[H2] Fabricació de circuits electrònics per a seguretat amb Electrolomas

La fabricació de circuits electrònics per a sistemes de seguretat avançats exigeix combinar un disseny adequat amb processos de muntatge repetibles, inspecció, traçabilitat i controls adaptats al nivell d’exigència de cada projecte.

En control d’accessos i videovigilància, aquestes mesures resulten especialment rellevants perquè l’electrònica forma part de dispositius que poden treballar durant períodes prolongats i la disponibilitat dels quals influeix directament en el funcionament del sistema.

A Electrolomas fabriquem circuits mitjançant tecnologies SMD i THT, comptem amb inspecció òptica automatitzada, traçabilitat de fabricació i la possibilitat d’incorporar proves addicionals, com la inspecció per raigs X, quan el projecte ho requereix.

A més, la nostra experiència en el sector Security – Seguretat ens permet treballar en projectes relacionats amb sistemes de control d’accés, càmeres i altres equips electrònics, integrant quan és necessari circuits, cablejat i muntatge electromecànic.

Si estàs desenvolupant un nou sistema de seguretat o necessites industrialitzar una electrònica existent, pots contactar amb Electrolomas per estudiar els requisits tècnics, de fabricació i de control de qualitat del teu projecte.