Från kraftsystemet för nya energifordon, till hög-drivenheter inom industriell automation och till effektiva kraftmoduler i datacenter, bakom den stabila driften av dessa enheter, spelar högströms kretskort en viktig stödjande roll. Nedan kommer vi att fördjupa oss i det relevanta innehållet i högströms kretskort.
Egenskaper för kretskort med hög strömstyrka
Den mest signifikanta skillnaden mellan kretskort med hög strömstyrka och vanliga kretskort är deras starka strömkapacitet. Tjockleken på kopparfolie på allmänna kretskort är vanligtvis 1 ounce, medan tjockleken på kopparfolie på högströms kretskort vanligtvis börjar från 2 ounce och kan till och med nå 20 ounce. Om man tar den vanliga 2-ounce kopparfolien som exempel, har dess tvärsnittsarea ökat avsevärt, vilket gör att en större ström kan passera per ytenhet. Enligt IPC-2152-standarden, under specifika temperaturökningsförhållanden, är kopparfoliens nuvarande bärförmåga nära relaterad till dess tvärsnittsarea. Tjock kopparfolie kan effektivt minska strömtätheten, minimera kretsuppvärmning och säkerställa stabil kretsdrift.
Hög värmeavledningsprestanda är också en viktig egenskap hos kretskort med hög strömstyrka. När hög ström passerar, genererar kretsen oundvikligen värme. Om det inte kan skingras i tid kommer det att leda till hög komponenttemperatur, minskad prestanda och till och med skada. Högströms kretskort använder ofta material med hög värmeledningsförmåga, såsom att lägga till keramiska fyllmedel till substratet för att förbättra värmeledningsförmågan, eller använda material med naturliga värmeavledningsfördelar såsom aluminiumsubstrat. Samtidigt, genom att utforma värmeavledningsstrukturen rimligt, såsom att lägga till värmeavledningshål och lägga koppar på ett stort område, kan effektiva värmeavledningskanaler konstrueras för att snabbt avleda värme och bibehålla en stabil driftstemperatur för utrustningen.
Design nyckelpunkter
Ruttplanering
Utformningen av högströmsledningar bör följa principen om kort och rak, minska böjningen av strömöverföringsvägar och sänka ledningarnas motstånd och induktans. Till exempel, i en kraftmodul bör huvudströmvägen från ingång till utgång undvika vridningar så mycket som möjligt för att säkerställa ett jämnt strömflöde. Olika strömnivåer för kretsar bör vara rimligt åtskilda för att förhindra störningar från högströmskretsar till små signalkretsar och säkerställa signalintegritet.
Beräkning av kopparfolietjocklek och linjebredd
Noggrann beräkning av kopparfoliens tjocklek och linjebredd är avgörande. I enlighet med aktuella bärkrav och tillåten temperaturökning för kretskonstruktionen, kan lämpliga parametrar beräknas med hjälp av relevanta formler. Om konstruktionen kräver en temperaturhöjning på högst 20 grader och en strömkapacitet på 10A, kan den erforderliga kopparfolietjockleken och linjebredden erhållas genom att kombinera formeln med IPC-2152 standarddata. I motordrivkretsar med hög effekt använder huvudkretsledningarna ofta kopparfolie med en tjocklek på mer än 2 uns, och linjebredden kommer att breddas på motsvarande sätt för att minska motstånd och värmegenerering.
Genomgående håldesign
Vias, som kanaler som förbinder olika lager av kretsar, är särskilt kritiska vid utformningen av kretskort med hög strömstyrka. Det är nödvändigt att öka antalet via-hål och fördela dem rimligt för att bilda en tät via-array och förbättra den vertikala strömöverföringsförmågan. Se samtidigt till att genomgångens kopparplätering är tillräcklig, vilket vanligtvis kräver en koppartjocklek som är större än eller lika med 25 μm för att förhindra att hålväggen brinner ut under hög ström. Till exempel, i fler- kretskort med hög strömstyrka, är ett stort antal kopparpläterade genomgående hål tätt anordnade under kraftkomponenterna med koncentrerad värmegenerering för att snabbt leda värme till andra lager och förbättra värmeavledning.
tillverkningsprocessen
Tjock kopparfolielaminering
Tillverkningen av kretskort med hög strömstyrka står först inför utmaningen med tjock kopparfolielaminering. På grund av kopparfoliens tjocklek krävs exakt kontroll av temperatur, tryck och tidsparametrar när den pressas på substratet för att säkerställa en tät bindning mellan kopparfolien och substratet, utan defekter som bubblor eller delaminering. Avancerad vakuumbindningsteknik kan extrahera luft under limningsprocessen för att säkerställa bindningskvalitet, kontrollera enhetligheten hos medeltjocklek inom ett mycket litet toleransintervall och förbättra kretskortets totala prestanda.
Elektroplätering med djupa hål
Elektropläteringsprocessen med djupa hål är avgörande för att säkerställa god ledningsförmåga hos vior. Den traditionella galvaniseringsprocessen är svår att säkerställa enhetlighet och tjocklek av kopparplätering i djupa hål på tjocka kopparfoliekretskort. Elektropläteringsteknik med djuphål uppnår enhetlig kopparplätering på hålväggen genom att optimera pläteringlösningens formel, strömfördelningsmetod etc., vilket säkerställer att hålets koppartjocklek uppfyller kraven på hög strömkapacitet och undvika att genomgående hål blir flaskhalsar för strömöverföring.
ansökningsfält
nytt energifordon
Inom området för nya energifordon används högströms kretskort i stor utsträckning i nyckelkomponenter som billaddare och DC-DC-omvandlare. OBC ansvarar för att omvandla växelström till likström för att ladda batteriet. Under drift är strömmen hög, och kretskortskortets höga strömförande och värmeavledningsprestanda säkerställer laddningseffektivitet och säkerhet; DC-DC-omvandlare uppnår effektomvandling av olika spänningsnivåer och förlitar sig även på kretskort med hög strömstyrka för att stabilt överföra ström, vilket säkerställer en stabil drift av elsystem i bilar.
Industriell automation
Högeffektsservomriktare, frekvensomvandlare och annan utrustning inom industriell automation kräver exakt styrning av motordrift, med högströms kretskort som ger stabil kraftöverföring. I servodrivningar förbinder kretskortskortet med hög ström kraftmodulen och styrkretsen, överför effektivt hög ström, säkerställer snabb respons från motorn på kommandon, uppnår exakt kontroll och uppfyller de höga-precisions- och tillförlitlighetskraven för industriell produktion.
Kraft elektronisk utrustning
Kraftelektroniska enheter som fotovoltaiska växelriktare, UPS avbrottsfri strömförsörjning etc. involverar hög-energiomvandling och överföring. Fotovoltaiska växelriktare omvandlar likström som genereras av solpaneler till växelström och integrerar den i elnätet. Högströms kretskort hjälper dem att effektivt hantera höga strömmar och förbättra energiomvandlingseffektiviteten; UPS förser utrustning med nödström under strömavbrott, och kretskortskortet med hög strömstyrka säkerställer stabil strömförsörjning under hög belastning, vilket säkerställer kontinuerlig drift av kritisk utrustning.