Hören Sie auf, zu raten, wo die Heizlampen platziert werden sollen.
Die Behandlung der PCBs in Smart-Meter-Geräten erfordert ein gewisses Gleichgewicht. Wenn die Anordnung der Lampen auch nur leicht fehlt, entstehen „Kaltstellen“, an denen die Behandlung nicht stattfindet – oder schlimmer noch: Einige Komponenten können beschädigt werden.
Normalerweise beginnt hier das Problem. Man baut den Ofen, bohrt Löcher, schaltet ihn ein – und verbringt anschließend eine Woche damit, Testplatinen zu verwenden, um herauszufinden, ob alles funktioniert. Das ist eine mühsame Prozedur.
Wir machen es anders. Wir nutzen digitale Zwillinge sowie Simulationen, um genau zu bestimmen, wo die Lampen platziert werden müssen – noch bevor man überhaupt mit dem Bohren beginnt.
Die Mathematik hinter der Wärmeabgabe
Wir verlassen uns nicht auf Intuitionen. Infrarotstrahlung ist sehr empfindlich – bereits eine Änderung von wenigen Millimetern in der Höhe der Lampen kann dazu führen, dass die Wärme nicht mehr richtig auf das PCB übertragen wird.
Deshalb erstellen wir eine virtuelle Version des Ofens. Unsere Software prüft tausende verschiedene Koordinaten und simuliert so die Wärmeabgabe von den Quarztuben auf das PCB. Wir passen die Einstellungen so lange an, bis die Temperaturdifferenz über dem gesamten PCB bei ±2°C liegt.
Das ist präzise – und spart außerdem viel Material.
Umgang mit „Schattenbereichen“
Hier kommt es zum Problem: Smart-Meter-Geräte sind nicht flach. Es gibt hohe Kondensatoren neben kleinen Widerständen. Die hohen Teile fungieren wie Schirme, die die kleineren Komponenten vor der Wärme schützen. Dadurch entstehen „Schattenbereiche“, in denen das PCB nicht richtig behandelt werden kann.
Anstatt zu raten, nutzen wir die Simulationen, um die Lampen so anzupassen, dass sie die richtige Position haben. So werden die „Lücken“ im System ausgeglichen. Auf diese Weise funktioniert das Gerät dann problemlos, sobald man den Ofen einschaltet.
Das Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit und Sicherheit
Es ist verlockend, so viele Lampen wie möglich in den Ofen zu stecken, um die Geschwindigkeit zu erhöhen. Doch das hat seine Risiken. Mehr Lampen bedeuten mehr Umgebungswärme. Wenn man sie zu dicht zusammenstellt, besteht die Gefahr, dass das PCB-Substrat verformt wird oder die Transportbänder geschmolzen werden. Das führt zu Katastrophen.
Wir betrachten die Gesamtleistung des Systems und vergleichen sie damit, wie viel Wärme das Kühlsystem tatsächlich abführen kann. So finden wir den optimalen Ausgleich – sodass die maximale Geschwindigkeit erreicht wird, ohne dass der Ofen zu einem Schmelzofen wird.