Des del sistema d'alimentació de vehicles d'energia nova, fins a dispositius d'accionament d'alta-potència en automatització industrial i mòduls de potència eficients en centres de dades, darrere del funcionament estable d'aquests dispositius, les plaques de circuits impresos d'alta corrent tenen un paper de suport clau. A continuació, aprofundirem en el contingut rellevant de les plaques de circuits impresos d'alta corrent.
Característiques de la placa de circuits impresos d'alta corrent
La diferència més significativa entre les plaques de circuits impresos d'alta corrent i les plaques de circuits impresos ordinàries és la seva forta capacitat de transport de corrent. El gruix de la làmina de coure a les plaques de circuits impresos generals sol ser d'1 unça, mentre que el gruix de la làmina de coure a les plaques de circuits impresos d'alta corrent sol començar a partir de 2 unces i fins i tot pot arribar a les 20 unces. Prenent com a exemple la làmina de coure de 2-unces com a exemple, la seva àrea de-secció transversal ha augmentat significativament, permetent que un corrent més gran passi per unitat d'àrea. Segons l'estàndard IPC-2152, en condicions específiques d'augment de temperatura, la capacitat de càrrega actual de la làmina de coure està estretament relacionada amb la seva àrea de secció transversal. La làmina de coure gruixuda pot reduir eficaçment la densitat de corrent, minimitzar l'escalfament del circuit i garantir un funcionament estable del circuit.
El rendiment elevat de dissipació de calor també és una característica important de les plaques de circuits impresos d'alt corrent. Quan passa un corrent elevat, el circuit genera calor inevitablement. Si no es pot dissipar de manera oportuna, provocarà una temperatura elevada dels components, un rendiment reduït i fins i tot danys. Les plaques de circuits impresos d'alt corrent sovint utilitzen materials d'alta conductivitat tèrmica, com ara afegir farcits ceràmics al substrat per millorar la conductivitat tèrmica o utilitzar materials amb avantatges naturals de dissipació de calor, com ara substrats d'alumini. Al mateix temps, dissenyant raonablement l'estructura de dissipació de calor, com ara afegir forats de dissipació de calor i col·locar coure en una gran àrea, es poden construir canals eficients de dissipació de calor per dissipar ràpidament la calor i mantenir la temperatura de funcionament estable de l'equip.
Punts clau del disseny
Planificació del traçat de la ruta
La disposició de les línies d'alta corrent ha de seguir el principi de curt i recte, reduir la flexió de les vies de transmissió de corrent i reduir la resistència i la inductància de les línies. Per exemple, en un mòdul d'alimentació, el camí principal de corrent des de l'entrada fins a la sortida hauria d'evitar girs i girs tant com sigui possible per garantir un fluix suau del corrent. Els diferents nivells de corrent dels circuits s'han de separar raonablement per evitar interferències de circuits d'alta intensitat a circuits de senyal petits i garantir la integritat del senyal.
Càlcul del gruix de la làmina de coure i l'amplada de la línia
El càlcul precís del gruix de la làmina de coure i l'amplada de la línia és crucial. Segons els requisits de transport actual i l'augment de temperatura admissible del disseny del circuit, es poden calcular els paràmetres adequats mitjançant fórmules rellevants. Si el disseny requereix un augment de la temperatura de no més de 20 graus i una capacitat de càrrega de corrent de 10 A, el gruix de la làmina de coure i l'amplada de línia es poden obtenir combinant la fórmula amb les dades estàndard IPC-2152. En els circuits d'accionament del motor d'alta potència, el cablejat del circuit principal sovint utilitza làmina de coure amb un gruix de més de 2 unces, i l'amplada de la línia s'ampliarà corresponentment per reduir la resistència i la generació de calor.
Disseny de forats passants
Les vies, com a canals que connecten diferents capes de circuits, són especialment crítiques en el disseny de plaques de circuits impresos d'alta corrent. Cal augmentar el nombre de forats de via i distribuir-los de manera raonable per formar una xarxa densa i millorar la capacitat de transmissió de corrent vertical. Al mateix temps, assegureu-vos que el gruix de revestiment de coure de la via sigui suficient, generalment requereix un gruix de coure superior o igual a 25 μ m per evitar que la paret del forat es cremi sota un corrent elevat. Per exemple, a les plaques de circuits impresos d'alta corrent multi-capes, un gran nombre de forats passants amb coure estan disposats densament per sota dels components d'energia amb una generació de calor concentrada per conduir ràpidament la calor a altres capes i millorar la dissipació de la calor.
procés de fabricació
Laminació de làmina de coure gruixuda
La fabricació de plaques de circuits impresos d'alta corrent s'enfronta primer al repte de la laminació de làmines de coure gruixudes. A causa del gruix de la làmina de coure, es requereix un control precís dels paràmetres de temperatura, pressió i temps en prémer-la sobre el substrat per garantir una unió estreta entre la làmina de coure i el substrat, sense defectes com bombolles o delaminació. La tecnologia avançada d'unió al buit pot extreure aire durant el procés d'unió per garantir la qualitat de l'enllaç, controlar la uniformitat del gruix mitjà dins d'un rang de tolerància molt petit i millorar el rendiment general de la placa de circuit.
Galvanització de forats profunds
El procés de galvanoplastia de forats profunds és crucial per garantir una bona conductivitat de les vies. El procés de galvanoplastia tradicional és difícil d'assegurar la uniformitat i el gruix del recobriment de coure en forats profunds de plaques de circuit de làmina de coure gruixudes. La tecnologia de galvanoplastia de forats profunds aconsegueix un revestiment de coure uniforme a la paret del forat optimitzant la fórmula de la solució de xapat, el mètode de distribució del corrent, etc., assegurant que el gruix de coure del forat compleixi els requisits d'alta capacitat de càrrega de corrent i evitant que els forats es converteixin en colls d'ampolla per a la transmissió de corrent.
camp d'aplicació
vehicle d'energia nova
En el camp dels vehicles d'energia nova, les plaques de circuits impresos d'alta corrent s'utilitzen àmpliament en components clau, com ara carregadors de cotxes i convertidors DC-DC. L'OBC s'encarrega de convertir l'alimentació de CA en potència de CC per carregar la bateria. Durant el funcionament, el corrent és alt i l'alt rendiment de transport de corrent i dissipació de calor de la placa de circuits imprès garanteix l'eficiència i la seguretat de la càrrega; Els convertidors DC-DC aconsegueixen la conversió de potència de diferents nivells de tensió i també es basen en plaques de circuits impresos d'alta corrent per transmetre el corrent de manera estable, garantint el funcionament estable dels sistemes elèctrics d'automòbil.
Automatització industrial
Els servoaccionaments d'alta potència, els convertidors de freqüència i altres equips d'automatització industrial requereixen un control precís del funcionament del motor, amb plaques de circuits impresos d'alta corrent que proporcionen una transmissió d'energia estable. En els servoaccionaments, la placa de circuits impresos d'alta corrent connecta el mòdul de potència i el circuit de control, transmetent de manera eficient un alt corrent, assegurant una resposta ràpida del motor a les ordres, aconseguint un control precís i complint els requisits d'alta-precisió i alta fiabilitat de la producció industrial.
Equips electrònics de potència
Els dispositius electrònics d'alimentació, com ara inversors fotovoltaics, fonts d'alimentació ininterrompuda SAI, etc., impliquen una conversió i transmissió d'energia d'alta-potència. Els inversors fotovoltaics converteixen el corrent continu generat per les plaques solars en corrent altern i l'integren a la xarxa elèctrica. Les plaques de circuits impresos d'alta corrent els ajuden a manejar de manera eficient corrents elevats i millorar l'eficiència de conversió d'energia; El SAI proporciona energia d'emergència als equips durant els talls d'alimentació, i la placa de circuits impresos d'alta intensitat garanteix un subministrament d'alimentació estable sota càrregues elevades, garantint el funcionament continu dels equips crítics.