De la sistemul de alimentare al vehiculelor cu energie noi, la dispozitivele de propulsie de-putere mare în automatizarea industrială și la modulele de putere eficiente din centrele de date, în spatele funcționării stabile a acestor dispozitive, plăcile de circuite imprimate cu curent ridicat joacă un rol esențial de sprijin. Mai jos, vom aprofunda în conținutul relevant al plăcilor de circuite imprimate cu curent ridicat.
Caracteristicile plăcilor de circuite imprimate cu curent ridicat
Cea mai semnificativă diferență între plăcile de circuite imprimate cu curent ridicat și plăcile de circuite imprimate obișnuite este capacitatea lor puternică de transportare a curentului. Grosimea foliei de cupru de pe plăcile de circuite imprimate generale este de obicei de 1 uncie, în timp ce grosimea foliei de cupru de pe plăcile de circuite imprimate cu curent ridicat începe de obicei de la 2 uncii și poate ajunge chiar la 20 de uncii. Luând ca exemplu folia obișnuită de cupru de 2-uncii, aria sa transversală-a crescut semnificativ, permițând trecerea unui curent mai mare pe unitate de suprafață. Conform standardului IPC-2152, în condiții specifice de creștere a temperaturii, capacitatea de transport curent a foliei de cupru este strâns legată de aria sa transversală. Folia groasă de cupru poate reduce eficient densitatea curentului, poate minimiza încălzirea circuitului și poate asigura funcționarea stabilă a circuitului.
Performanța ridicată de disipare a căldurii este, de asemenea, o caracteristică importantă a plăcilor cu circuite imprimate cu curent ridicat. Când trece un curent mare, circuitul generează inevitabil căldură. Dacă nu poate fi disipat în timp util, va duce la temperaturi ridicate ale componentelor, scăderea performanței și chiar deteriorarea. Plăcile cu circuite imprimate cu curent ridicat folosesc adesea materiale cu conductivitate termică ridicată, cum ar fi adăugarea de umpluturi ceramice la substrat pentru a îmbunătăți conductibilitatea termică sau utilizarea materialelor cu avantaje naturale de disipare a căldurii, cum ar fi substraturile din aluminiu. În același timp, prin proiectarea rezonabilă a structurii de disipare a căldurii, cum ar fi adăugarea găurilor de disipare a căldurii și așezarea cuprului pe o suprafață mare, pot fi construite canale eficiente de disipare a căldurii pentru a disipa rapid căldura și a menține temperatura de funcționare stabilă a echipamentului.
Puncte cheie de proiectare
Planificarea traseului
Dispunerea liniilor de curent ridicat ar trebui să urmeze principiul scurt și drept, să reducă îndoirea căilor de transmisie a curentului și să scadă rezistența și inductanța liniilor. De exemplu, într-un modul de putere, calea principală a curentului de la intrare la ieșire ar trebui să evite răsucirile și învârtirile cât mai mult posibil pentru a asigura o curgere lină a curentului. Diferitele niveluri de curent ale circuitelor trebuie separate în mod rezonabil pentru a preveni interferențele de la circuitele de curent ridicat la circuitele de semnal mici și pentru a asigura integritatea semnalului.
Calculul grosimii foliei de cupru și a lățimii liniei
Calculul precis al grosimii foliei de cupru și al lățimii liniei este crucial. În conformitate cu cerințele de transport de curent și creșterea admisibilă a temperaturii proiectării circuitului, parametrii corespunzători pot fi calculați folosind formule relevante. Dacă proiectarea necesită o creștere a temperaturii de cel mult 20 de grade și o capacitate de transport de curent de 10 A, grosimea și lățimea liniei de cupru necesare pot fi obținute prin combinarea formulei cu datele standard IPC-2152. În circuitele de acționare a motoarelor de mare putere, cablajul circuitului principal utilizează adesea folie de cupru cu o grosime mai mare de 2 uncii, iar lățimea liniei va fi lărgită în mod corespunzător pentru a reduce rezistența și generarea de căldură.
Design prin orificiu
Vias, ca canale care conectează diferite straturi de circuite, sunt deosebit de critice în proiectarea plăcilor de circuite imprimate cu curent ridicat. Este necesar să se mărească numărul de găuri de trecere și să le distribuie în mod rezonabil pentru a forma o rețea densă prin intermediul și a îmbunătăți capacitatea de transmitere a curentului vertical. În același timp, asigurați-vă că grosimea de placare cu cupru a conductei este suficientă, necesitând în general o grosime de cupru mai mare sau egală cu 25 μm pentru a preveni arderea peretelui găurii în condiții de curent ridicat. De exemplu, în plăcile cu circuite imprimate cu mai multe straturi de curent înalt, un număr mare de găuri de trecere placate cu cupru sunt aranjate dens sub componentele de putere cu generare de căldură concentrată pentru a conduce rapid căldura către alte straturi și pentru a îmbunătăți disiparea căldurii.
procesul de fabricatie
Laminare cu folie groasă de cupru
Producția de plăci de circuite imprimate cu curent ridicat se confruntă mai întâi cu provocarea laminării foliei groase de cupru. Datorită grosimii foliei de cupru, este necesar un control precis al parametrilor de temperatură, presiune și timp la presarea acesteia pe substrat pentru a asigura o legătură strânsă între folia de cupru și substrat, fără defecte precum bule sau delaminare. Tehnologia avansată de lipire în vid poate extrage aer în timpul procesului de lipire pentru a asigura calitatea lipirii, pentru a controla uniformitatea grosimii medii într-un interval de toleranță foarte mic și pentru a îmbunătăți performanța generală a plăcii de circuite.
Galvanizare cu găuri adânci
Procesul de galvanizare cu găuri adânci este esențial pentru asigurarea unei bune conductivități a conductelor. Procesul tradițional de galvanizare este dificil de a asigura uniformitatea și grosimea placajului cu cupru în găurile adânci ale plăcilor de circuite cu folie de cupru groase. Tehnologia de galvanizare a găurilor adânci realizează placarea uniformă cu cupru pe peretele găurii prin optimizarea formulei soluției de placare, a metodei de distribuție a curentului etc., asigurând că grosimea cuprului a găurii îndeplinește cerințele de capacitate mare de transport a curentului și evitând ca găurile traversante să devină blocaje pentru transmisia curentului.
domeniul de aplicare
vehicul cu energie nouă
În domeniul vehiculelor cu energie nouă, plăcile de circuite imprimate cu curent ridicat sunt utilizate pe scară largă în componente cheie, cum ar fi încărcătoarele pentru mașini și convertoare DC-DC. OBC este responsabil pentru transformarea energiei AC în curent continuu pentru a încărca bateria. În timpul funcționării, curentul este ridicat, iar performanța ridicată a transportului de curent și a disipării căldurii a plăcii de circuite imprimate asigură eficiența și siguranța încărcării; Convertoarele DC-DC realizează conversia puterii la diferite niveluri de tensiune și, de asemenea, se bazează pe plăci de circuite imprimate cu curent ridicat pentru a transmite curent curentul, asigurând funcționarea stabilă a sistemelor electrice auto.
Automatizare industrială
Servomotor de mare putere, convertoare de frecvență și alte echipamente în automatizarea industrială necesită un control precis al funcționării motorului, cu plăci de circuite imprimate cu curent ridicat care asigură o transmisie stabilă a puterii. În servodriversările, placa de circuite imprimate cu curent ridicat conectează modulul de putere și circuitul de control, transmitând eficient un curent ridicat, asigurând un răspuns rapid al motorului la comenzi, realizând un control precis și îndeplinind cerințele de înaltă-precizie și fiabilitate ale producției industriale.
Echipamente electronice de putere
Dispozitivele electronice de alimentare, cum ar fi invertoarele fotovoltaice, sursele de alimentare neîntreruptibilă UPS etc., implică conversie și transmisie de energie de putere mare-. Invertoarele fotovoltaice transformă curentul continuu generat de panourile solare în curent alternativ și îl integrează în rețeaua electrică. Plăcile cu circuite imprimate cu curent ridicat le ajută să gestioneze eficient curenții mari și să îmbunătățească eficiența conversiei energiei; UPS-ul furnizează energie de urgență echipamentelor în timpul întreruperilor de curent, iar placa de circuite imprimate cu curent ridicat asigură o alimentare stabilă cu energie electrică la sarcini mari, asigurând funcționarea continuă a echipamentelor critice.