Распрацоўка любой друкаванай платы з'яўляецца складанай задачай, тым больш, што прылады становяцца ўсё менш і менш. Дызайн PCB з высокім токам яшчэ больш складаны, паколькі мае ўсе тыя ж перашкоды і патрабуе дадатковага набору унікальных фактараў.
Эксперты прагназуюць, што попыт на прылады з высокай магутнасцю, хутчэй за ўсё, вырасце для дасягнення двухзначных гадавых тэмпаў росту для прамысловага IoT да 2030 года. Вось сем крокаў па аптымізацыі дызайну друкаванай платы ў высокай току электронікі для гэтай тэндэнцыі.

1. Прымайце дастатковы памер кабеля
Памер лініі - адно з найважнейшых дызайнерскіх меркаванняў для высокіх токаў ПХБ. Медны праводку, як правіла, мініяцюрызавана для больш кампактных канструкцый, але гэта не працуе на больш высокіх токах. Невялікі перасек можа прывесці да страты магутнасці праз рассейванне цяпла, таму неабходны адпаведны памер дарожкі.
Вы можаце змяніць плошчу папярочнага перасеку дроту, адрэгулюючы два фактары: шырыню дроту і таўшчыню медзі. Збалансаванне гэтых двух - ключ да зніжэння спажывання электраэнергіі і падтрымання ідэальнага памеру друкаванай платы.
Выкарыстоўвайце калькулятар шырыні лініі друкаванай платы, каб даведацца, якая шырыня і таўшчыня падтрымліваюць тып току, неабходны для вашага прылады. Пры выкарыстанні гэтых інструментаў будзьце ўважлівыя, каб распрацаваць памер праводкі, каб падтрымліваць больш высокія токі, чым вы думаеце.

2. Rethink Component Размяшчэнне
Макет кампанентаў-яшчэ адно ключавое значэнне ў дызайне PCB з высокім узроўнем току. MosFets і падобныя кампаненты ствараюць шмат цяпла, таму важна трымаць іх у якасці ізаляваных ад іншых гарачых і тэмпературных плям. Гэта не заўсёды проста пры працы са зніжанымі формавымі фактарамі.
Узмацняльнікі і пераўтваральнікі павінны захоўвацца на адпаведнай адлегласці ад MOSFET і іншых элементаў награвання. Хоць гэта можа быць павабна падтрымліваць зону высокай магутнасці на краі, гэта не дазваляе аднавіць тэмпературную размеркаванне. Замест гэтага яны размяшчаюцца ў прамых лініях па ўсім баку, каб захаваць энергію, што робіць цяпло больш роўным.
Набліжаючыся да самых уплывовых абласцей, прасцей вызначыць ідэальныя кампаненты. Па-першае, вызначце ідэальнае месца для кампанентаў з высокай тэмпературай. Як толькі вы ведаеце, куды іх пакласці, вы можаце выкарыстоўваць астатняе, каб запоўніць прабелы.

3. Аптымізаваць кіраванне цяпла -рассейваннем
Сапраўды гэтак жа, высокія друкаваныя друкаваныя платы таксама патрабуюць дбайнага цеплавога кіравання. Для большасці прыкладанняў гэта азначае захаванне ўнутранай тэмпературы ніжэй за 130 градусаў Цэльсія пры тэмпературы шкла пераходу ламінатаў FR4. Аптымізацыя размяшчэння кампанентаў дапаможа, але вашыя этапы мінімізацыі цяпла павінны спыніцца на гэтым.
Натуральнае астуджэнне канвекцыі можа быць дастатковым для меншых друкаваных платнікаў з спажывецкай электронікі, але можа быць недастатковым для больш высокіх прымянення магутнасці. Можа спатрэбіцца механічныя радыятары. Актыўнае астуджэнне, напрыклад, вентылятары або сістэмы вадкага астуджэння вакол MOSFET, таксама дапамагае. Аднак некаторыя канструкцыі прылад могуць быць недастаткова вялікімі для размяшчэння традыцыйных радыятараў або актыўнага астуджэння.
Для меншых, але высокапрадукцыйных ПХБ, карысная альтэрнатыва-цеплавое рассейванне праз адтуліны. Высокаправодны метал з серыяй адтуліны, які выліваецца, выдаліць цяпло з MOSFET або падобных кампанентаў, перш чым ён дасягне больш адчувальных участкаў.

4. Выкарыстоўвайце патрэбныя матэрыялы
Выбар матэрыялу будзе прыносіць вялікую карысць пры аптымізацыі цеплавога кіравання і забеспячэння таго, каб кампаненты вытрымалі больш высокія токі. Гэта датычыцца кампанентаў і субстратаў друкаванай платы.
Хоць FR4 з'яўляецца найбольш распаўсюджаным субстратам, гэта не заўсёды лепшы выбар для дызайну PCB з высокім узроўнем току. Металічныя платы могуць быць ідэальнымі, паколькі яны ўраўнаважваюць ізаляцыю і эканамічную эфектыўнасць субстратаў, такіх як FR4, з трываласцю і зрушэннем тэмпературы высокаправодных металаў. Акрамя таго, некаторыя вытворцы робяць спецыяльныя цепластойлівыя ламінаты, якія вы можаце разгледзець.
Зноў жа, вы павінны выкарыстоўваць толькі кампаненты з высокімі значэннямі цеплавога супраціву. Часам гэта азначае выбар матэрыялаў, якія больш цепластойлівыя, у той час як у іншых выпадках гэта азначае выкарыстанне больш тоўстых кампанентаў аднаго і таго ж матэрыялу. Які варыянт лепш за ўсё залежыць ад памеру вашай друкаванай платы, бюджэту і даступных пастаўшчыкоў.

5. Умацуйце працэс кантролю якасці
Надзейнасць PCB з высокім токам таксама з'яўляецца пытаннем пошуку памылак у вытворчасці. Калі працэс вытворчасці не можа знайсці і звярнуцца да дэфектаў, якія кампенсуюць яго перавагі, то прыведзены вышэй чатыры варыянты дызайну не дадуць вялікага паляпшэння. Таксама важныя больш надзейныя праверкі якасці на прататып.
Выкарыстанне правільных інструментаў для ацэнкі якасці друкаванай платы - адно з найважнейшых меркаванняў у гэтай галіне. Лічбавыя аптычныя кампаратары ў якасці шаблонаў і пакрыццяў пераўзыходзяць традыцыйныя метады, калі яны расцягваюцца і скажаюць з цягам часу, перашкаджаючы іх надзейнасці. Вы таксама павінны разгледзець інструменты, якія лёгка аўтаматызаваць, каб мінімізаваць рызыку чалавечай памылкі.
Незалежна ад канкрэтных метадаў і метадаў, якія вы выкарыстоўваеце, адсочванне ўсіх дэфектаў мае вырашальнае значэнне. З цягам часу гэтыя дадзеныя могуць выявіць тэндэнцыі ўзнікнення праблем, забяспечваючы больш надзейныя змены дызайну друкаванай платы.

6. Дызайн вытворчасці
Аналагічны, але часта заўважаны фактар ​​у дызайне з высокім узроўнем друкаванай платы-гэта зручнасць вырабу. Калі памылкі ў вытворчасці настолькі распаўсюджаныя, што прылада рэдка адпавядае тэхнічным характарыстыкам на паперы, гэта не мае значэння, наколькі надзейная друкаваная плата ў тэорыі.
Рашэнне складаецца ў тым, каб пазбегнуць празмерна складаных або складаных канструкцый як мага больш. Пры распрацоўцы ПХБ з высокім узроўнем току, майце на ўвазе працэс вытворчасці, улічваючы, як гэтыя працоўныя працэсы могуць вырабляць іх і якія праблемы могуць узнікнуць. Чым прасцей вы можаце зрабіць прадукты без памылак, тым больш надзейнымі будуць.
Гэты крок патрабуе цеснага супрацоўніцтва з зацікаўленымі бакамі вытворчасці. Калі вы не займаецеся вытворчасцю, уключыце сваіх вытворчых партнёраў у этапе дызайну, каб атрымаць свой уклад у патэнцыйныя праблемы вытворчасці.

7. Выкарыстоўвайце тэхналогію на вашу карысць
Новыя метады планавання і вытворчасці могуць палегчыць балансаванне гэтых меркаванняў. 3D -друк уводзіць большую гнуткасць дызайну для падтрымкі больш складаных макетаў друкаванай платы без памылак вытворчасці. Яго дакладнасць таксама дазваляе пераканацца
Штучны інтэлект - яшчэ адна тэхналогія, якую варта даследаваць. Інструменты AI PCB могуць аўтаматычна размяшчаць кампаненты або вылучыць патэнцыйныя праблемы дызайну, каб прадухіліць з'яўленне памылак у рэальным свеце. Падобныя рашэнні могуць імітаваць розныя тэставыя ўмовы для ацэнкі прадукцыйнасці ПХБ, перш чым вырабляць фізічныя прататыпы.

Высокі бягучы дызайн друкаванай платы патрабуе асцярожнасці
Распрацоўка надзейнай друкаванай платы не проста, але гэта не немагчыма. Выконваючы гэтыя сем этапаў, якія дапамогуць вам аптымізаваць працэс распрацоўкі, каб стварыць больш эфектыўныя прылады з высокай магутнасцю.
Па меры таго, як прамысловы Інтэрнэт рэчаў расце, гэтыя меркаванні стануць яшчэ больш важнымі. Зараз іх прыняцце ў будучыні стане ключом да далейшага поспеху.