Un monopattino auto-equilibrante ha preso fuoco durante la sua ricarica di routine. L'analisi forense tramite raggi X 3D con un'apparecchiatura Nikon CT e il software Dragonfly ha rivelato la causa principale: un cortocircuito tra gli strati interni del PCB. Le piste di rame, progettate con una separazione insufficiente, hanno generato un arco elettrico che ha portato a un surriscaldamento localizzato, innescando il disastro termico.
Microfabbricazione difettosa: il problema delle piste troppo vicine 🔥
La ricostruzione volumetrica del PCB in Dragonfly ha permesso di visualizzare il punto esatto del guasto. Importando il modello in Altium Designer, è stato confermato che il progetto originale violava le regole di spaziatura minima tra conduttori per la tensione di esercizio. Questo errore di DFM (Design for Manufacturing) ha creato una zona ad alta densità di corrente. La simulazione termica 3D ha mostrato che, senza adeguate barriere dielettriche tra gli strati, il calore generato dal cortocircuito si è concentrato in un'area critica. Il modello 3D del telaio, renderizzato in Blender, ha dimostrato l'assenza di barriere termiche tra la scheda e le celle al litio. Questo progetto ha permesso che la temperatura del cortocircuito propagasse il calore direttamente al pacco batterie, innescando la reazione a catena dell'incendio.
Lezioni per la progettazione di semiconduttori e PCB âš¡
Questo incidente sottolinea l'importanza delle regole di spaziatura e dell'analisi di integrità del segnale nella microfabbricazione delle schede di controllo. La separazione tra le piste non è solo un parametro elettrico; è una barriera di sicurezza termica. Strumenti come Altium Designer permettono di simulare questi scenari prima della produzione, rilevando le zone a rischio. Ignorare le regole DFM per ridurre i costi o le dimensioni del PCB non solo compromette la funzionalità del semiconduttore, ma, come in questo caso, può trasformare un dispositivo quotidiano in una fonte di innesco.
È possibile rilevare cortocircuiti interstrato in PCB multistrato tramite raggi X 3D senza bisogno di sezione trasversale distruttiva, e se sì, quali parametri di scansione sono critici per differenziare un cortocircuito da una variazione di spessore del rame nell'analisi forense dei guasti in dispositivi ad alta densità come gli hoverboard?
(PS: i 180nm sono come le reliquie: più sono piccoli, più sono difficili da vedere a occhio nudo)