Under den globala trenden att aktivt gå över till hållbar energi, blomstrar den nya energiindustrin. Från nya energifordon till utrustning för generering av sol- och vindkraft, kärnan i många nya energitillämpningar kan inte separeras från en nyckelkomponent -nytt energikretskort. Även om det bara är ett till synes vanligt kretskort, är det oumbärligt i nya energisystem, som bär komplexa kretslayouter och signalöverföringsuppgifter, och är grunden för att säkerställa effektiv och stabil drift av ny energiutrustning.
1, substratmaterial: hörnstenen i prestanda
Substratmaterialet för nya energikretskort är en nyckelfaktor som bestämmer deras prestanda. Jämfört med traditionella kretskort möter nya energitillämpningar ofta strängare miljö- och prestandakrav, så valet av substratmaterial är extremt noggrant.
Inom området för nya energifordon, på grund av den komplexa miljön såsom vibrationer, hög temperatur och elektromagnetiska störningar som genereras under fordonsdrift, måste substratet ha utmärkt mekanisk styrka, hög temperaturbeständighet och elektrisk isolering. Laminerad skiva av epoxiglasduk har blivit ett vanligt val för kretskortssubstrat för nya energifordon på grund av dess utmärkta omfattande prestanda. Det kan inte bara motstå en viss grad av mekanisk påfrestning för att säkerställa kretskortets integritet under fordonsvibrationer, utan har också en hög glasövergångstemperatur för att upprätthålla stabil elektrisk prestanda i högtemperaturmiljöer. Till exempel, i batterihanteringssystemets kretskort för elfordon, kan FR-4-substratet på ett tillförlitligt sätt stödja kretsen, vilket säkerställer korrekt överföring av batteristatusövervakning och hanteringssignaler.
Inom området solceller kräver lång-exponering utomhus, alternerande höga och låga temperaturer och luftfuktighet att kretskortssubstrat har god väderbeständighet och kemisk korrosionsbeständighet. För närvarande dyker det upp en del specialmaterial med hög-prestanda. Polyimid (PI)-substrat har utmärkt hög- och lågtemperaturbeständighet och kan bibehålla stabilitet i det extrema temperaturintervallet -200 grader till 260 grader. Samtidigt gör deras utmärkta UV- och kemikaliebeständighet dem lämpliga för långtidsanvändning i tuffa utomhusmiljöer, vilket effektivt förlänger livslängden på kretskort i solenergi-genereringsutrustning.
2, Strukturell design: kärnan i att optimera prestanda
Den strukturella designen av nya energikretskort kräver omfattande överväganden av flera faktorer för att uppnå bättre elektrisk prestanda och utrymmesutnyttjande.
För kraftsystemkretskortet i nya energifordon, på grund av behovet av att hantera kraftöverföring med hög-effekt och komplexa styrsignaler, används ofta en kortstruktur med flera-lager. Genom att öka antalet lager kan mer komplexa kretslayouter uppnås i begränsat utrymme, vilket minskar linjekorsningar och störningar. Till exempel i motordrivna kretskort används vanligtvis kretskort med 8 eller ännu fler lager. Det inre lagret kan användas för att arrangera kraft- och jordlager, vilket ger stabil strömförsörjning för kretsen och minskar signalstörningar; Det yttre lagret används för att ansluta stift av olika elektroniska komponenter för att uppnå signalingång och -utgång. Samtidigt är det avgörande att utforma kretsens bredd och avstånd rimligt. För högströmsöverföringsledningar kommer ledningsbredden att breddas på lämpligt sätt för att minska ledningsmotståndet, minimera energiförluster och värmealstring; För höghastighetssignallinjer kommer avståndet och längden på linjerna att kontrolleras strikt för att säkerställa signalintegritet och minska signalreflektion och överhörning.
I distribuerade nya energigenereringssystem, som vindparker och solkraftverk, kan kretskort behöva anpassas till olika installations- och anslutningskrav. Vid denna tidpunkt uppstod modulär strukturell design. Dela upp hela kretskortet i flera oberoende moduler enligt deras funktioner, och varje modul kan designas, tillverkas och testas separat före montering. Denna modulära design underlättar inte bara produktion och underhåll, utan möjliggör också flexibel justering av modulkombinationer enligt faktiska tillämpningsscenarier, vilket förbättrar kretskortens mångsidighet och skalbarhet. Till exempel, i kretskortsdesignen för solomriktare, kan ingångskretsen, växelriktarkretsen, utgångskretsen etc. utformas som oberoende moduler, och lämpligt antal och specifikationer av moduler kan väljas för kombination enligt växelriktarkraven för olika effektnivåer.
3, Tillverkningsprocess: Kvalitetssäkring
Tillverkningsprocessen av nya energikretskort påverkar direkt deras kvalitet och prestanda, och varje steg från substratbearbetning till slutlig produktinspektion måste kontrolleras strikt.
Substratbearbetning är det första steget i tillverkningen, inklusive skärning, borrning och andra operationer på substratet. Under skärningsprocessen krävs skärutrustning med hög-precision för att säkerställa noggrannheten hos substratdimensioner och kontrollfel inom ett mycket litet område. Borrprocessen är ännu mer kritisk. För ett stort antal genomgående hål på nya energikretskort krävs hög öppningsnoggrannhet och släta hålväggar. Avancerad laserborrningsteknik spelar en viktig roll i denna process, eftersom den kan uppnå hög-bearbetning av små öppningar (som under 0,1 mm) med minimal skada på hålväggen, vilket är fördelaktigt för efterföljande galvanisering och elektriska anslutningar.
Kretstillverkning är en av kärnprocesserna inom tillverkning, huvudsakligen genomförd genom fotolitografi och etsningstekniker. Under fotolitografiprocessen beläggs substratytan först enhetligt med fotoresist, och sedan används hög-fotolitografiutrustning för att exponera det designade kretsmönstret på fotoresisten genom en mask. Efter exponering genomgår fotoresisten framkallningsbehandling, vilket lämnar ett fotoresistmönster som överensstämmer med kretsmönstret. Därefter utförs etsning för att avlägsna kopparfolien som inte är skyddad av fotoresist med hjälp av en kemisk etslösning, vilket bildar en exakt krets. Denna process kräver extremt hög miljörenhet, och även små dammpartiklar kan orsaka defekter som kortslutning eller öppna kretsar i kretsen. Därför använder tillverkningsverkstäder vanligtvis dammfri reningsutrustning för att säkerställa att litografi och etsningsprocesser utförs i en miljö med hög renhet.
Efter avslutad kretsproduktion är det nödvändigt att utföra ytbehandling på kretskortet för att förbättra dess lödbarhet och skyddande prestanda. Vanliga ytbehandlingsprocesser inkluderar tennsprayning, guldplätering, kemisk nickelplätering, etc. I nya energikretskort, på grund av de höga tillförlitlighetskraven, används nedsänkningsguld och strömlös nickelplätering i stor utsträckning. Nedsänkningsguldprocessen kan bilda ett enhetligt lager av guld på ytan av kopparfolie. Den goda ledningsförmågan och korrosionsbeständigheten hos guld förbättrar inte bara kretskortets lödbarhet, utan förhindrar också effektivt kopparfolieoxidation och förlänger kretskortets livslängd; Den strömlösa nickelguldpläteringsprocessen lägger först ett lager av nickel på ytan av kopparfolien, följt av ett lager av guld. Nickelskiktet kan fungera som ett barriärskikt för att förhindra att kopparatomer diffunderar in i guldskiktet, vilket ytterligare förbättrar kretskortets tillförlitlighet och stabilitet.
Nytt energikretskort fr4 pcb