Od napajalnega sistema novih energetskih vozil do visoko{0}}zmogljivih pogonskih naprav v industrijski avtomatizaciji in do učinkovitih napajalnih modulov v podatkovnih centrih imajo za stabilnim delovanjem teh naprav visokotokovne plošče tiskanih vezij ključno podporno vlogo. Spodaj se bomo poglobili v ustrezno vsebino visokotokovnih plošč tiskanih vezij.
Značilnosti visokotokovne plošče tiskanih vezij
Najpomembnejša razlika med ploščami tiskanih vezij z visokim tokom in ploščami navadnih tiskanih vezij je njihova močna tokovna nosilnost. Debelina bakrene folije na splošnih ploščah tiskanih vezij je običajno 1 unča, medtem ko se debelina bakrene folije na ploščah tiskanih vezij z močnim tokom običajno začne pri 2 unčah in lahko doseže celo 20 unč. Če za primer vzamemo navadno 2-unčo bakreno folijo, se je njena-površina preseka znatno povečala, kar omogoča večji tok na enoto površine. V skladu s standardom IPC-2152 je pri določenih pogojih dviga temperature tokovna nosilnost bakrene folije tesno povezana s površino njenega preseka. Debela bakrena folija lahko učinkovito zmanjša gostoto toka, zmanjša segrevanje vezja in zagotovi stabilno delovanje vezja.
Visoka učinkovitost odvajanja toplote je prav tako pomembna značilnost plošč tiskanih vezij z velikim tokom. Pri prehajanju velikega toka vezje neizogibno ustvarja toploto. Če ga ni mogoče pravočasno razpršiti, bo povzročilo visoko temperaturo komponent, zmanjšano delovanje in celo poškodbe. Plošče tiskanih vezij z visokim tokom pogosto uporabljajo materiale z visoko toplotno prevodnostjo, kot je dodajanje keramičnih polnil substratu za izboljšanje toplotne prevodnosti ali uporaba materialov s prednostmi naravnega odvajanja toplote, kot so aluminijasti substrati. Hkrati je mogoče z razumnim načrtovanjem strukture za odvajanje toplote, kot je dodajanje lukenj za odvajanje toplote in polaganje bakra na veliko površino, zgraditi učinkovite kanale za odvajanje toplote za hitro odvajanje toplote in vzdrževanje stabilne delovne temperature opreme.
Ključne točke oblikovanja
Načrtovanje postavitve poti
Postavitev visokotokovnih vodov mora slediti načelu kratkega in ravnega, zmanjšati upogibanje tokovnih prenosnih poti ter zmanjšati upor in induktivnost vodov. Na primer, v močnostnem modulu se mora glavna tokovna pot od vhoda do izhoda čim bolj izogibati zasukom in zavojem, da se zagotovi nemoten pretok toka. Različne tokovne ravni tokokrogov je treba razumno ločiti, da preprečite motnje visokotokovnih tokokrogov v tokokrogih majhnega signala in zagotovite celovitost signala.
Izračun debeline bakrene folije in širine črte
Natančen izračun debeline bakrene folije in širine linije je ključnega pomena. V skladu s trenutnimi zahtevami za prenos in dovoljenim dvigom temperature zasnove vezja je mogoče ustrezne parametre izračunati z ustreznimi formulami. Če zasnova zahteva dvig temperature za največ 20 stopinj in nosilnost toka 10 A, je mogoče zahtevano debelino bakrene folije in širino črte dobiti s kombiniranjem formule s standardnimi podatki IPC-2152. V tokokrogih visokozmogljivega motorja ožičenje glavnega vezja pogosto uporablja bakreno folijo z debelino več kot 2 unči, širina črte pa bo ustrezno razširjena, da se zmanjša upor in nastajanje toplote.
Zasnova skozi luknjo
Vias, kot kanali, ki povezujejo različne plasti vezij, so še posebej kritični pri načrtovanju visokotokovnih plošč tiskanih vezij. Treba je povečati število prehodnih lukenj in jih razumno porazdeliti, da se oblikuje gosto pretvorno polje in izboljša zmogljivost navpičnega prenosa toka. Hkrati zagotovite, da je debelina bakrene prevleke prehoda zadostna, pri čemer je na splošno potrebna debelina bakra večja od ali enaka 25 μm, da preprečite, da bi stena luknje izgorela pod visokim tokom. Na primer, v več-ploščah plošč tiskanega vezja z visokim tokom je veliko število pobakrenih skoznjih lukenj gosto razporejenih pod napajalnimi komponentami s koncentriranim ustvarjanjem toplote za hitro prevajanje toplote v druge plasti in izboljšanje odvajanja toplote.
proizvodni proces
Laminacija z debelo bakreno folijo
Izdelava visokotokovnih plošč tiskanih vezij se najprej sooči z izzivom laminacije z debelo bakreno folijo. Zaradi debeline bakrene folije je potrebna natančna kontrola parametrov temperature, tlaka in časa pri pritiskanju na podlago, da se zagotovi tesna vez med bakreno folijo in podlago, brez napak, kot so mehurčki ali delaminacija. Napredna tehnologija vakuumskega lepljenja lahko med postopkom lepljenja izvleče zrak, da zagotovi kakovost lepljenja, nadzoruje enakomernost srednje debeline v zelo majhnem tolerančnem območju in izboljša splošno delovanje vezja.
Galvanizacija z globokimi luknjami
Postopek galvanizacije z globokimi luknjami je ključnega pomena za zagotavljanje dobre prevodnosti prehodov. S tradicionalnim postopkom galvanizacije je težko zagotoviti enakomernost in debelino bakrene prevleke v globokih luknjah debelih tiskanih plošč iz bakrene folije. Tehnologija galvanizacije z globokimi luknjami doseže enakomerno bakrenje na steni luknje z optimizacijo formule raztopine za galvanizacijo, metode porazdelitve toka itd., s čimer zagotovi, da debelina bakra v luknji izpolnjuje zahteve visoke tokovne nosilnosti in prepreči, da bi skozi luknje postale ozka grla za prenos toka.
področje uporabe
novo energetsko vozilo
Na področju novih energetskih vozil se plošče tiskanih vezij z velikim tokom pogosto uporabljajo v ključnih komponentah, kot so avtomobilski polnilniki in pretvorniki DC-DC. OBC je odgovoren za pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni za polnjenje baterije. Med delovanjem je tok visok, visok prenos toka in zmogljivost odvajanja toplote plošče tiskanega vezja pa zagotavljata učinkovitost in varnost polnjenja; DC-DC pretvorniki dosegajo pretvorbo moči različnih napetostnih nivojev in se zanašajo tudi na visokotokovne plošče tiskanih vezij za stabilen prenos toka, kar zagotavlja stabilno delovanje avtomobilskih električnih sistemov.
Industrijska avtomatizacija
Visokozmogljivi servo pogoni, frekvenčni pretvorniki in druga oprema v industrijski avtomatizaciji zahtevajo natančno kontrolo delovanja motorja, pri čemer visokotokovne plošče tiskanih vezij zagotavljajo stabilen prenos moči. Pri servo pogonih visokotokovna plošča tiskanega vezja povezuje močnostni modul in krmilno vezje, učinkovito prenaša visok tok, zagotavlja hiter odziv motorja na ukaze, dosega natančno krmiljenje in izpolnjuje zahteve visoke-natančnosti in visoke zanesljivosti industrijske proizvodnje.
Napajalna elektronska oprema
Napajalne elektronske naprave, kot so fotonapetostni pretvorniki, neprekinjeni napajalniki UPS itd., vključujejo visoko{1}}pretvorbo in prenos energije. Fotonapetostni pretvorniki pretvorijo enosmerni tok, ki ga ustvarjajo sončne celice, v izmenični tok in ga vključijo v električno omrežje. Tiskana vezja z visokim tokom Plošče jim pomagajo učinkovito prenašati visoke tokove in izboljšati učinkovitost pretvorbe energije; UPS zagotavlja zasilno napajanje opreme med izpadi elektrike, visokotokovna plošča s tiskanim vezjem pa zagotavlja stabilno napajanje pod visokimi obremenitvami, kar zagotavlja neprekinjeno delovanje kritične opreme.