Dizajniranje bilo kojeg PCB-a je izazovan, posebno kao što se uređaji postaju manji i manji. Visoko trenutni PCB dizajn još je složeniji jer ima sve iste prepreke i zahtijeva dodatni skup jedinstvenih faktora za razmatranje.
Stručnjaci predviđaju da će potražnja za uređajima velike snage vježbi do 2030. godine postići dvocifrene godišnje stope rasta za industrijsku iot do 2030. godine. Evo sedam koraka za optimizaciju PCB dizajna za ovaj trend.

1. Predodređivanje dovoljne veličine kabla
Veličina linije jedna je od najvažnijih razmatranja dizajniranja za visoke trenutne PCB-ove. Bakrena ožičenja ima tendenciju da bude minijaturirana za kompaktnije dizajne, ali to ne radi u većim strujama. Mali presjek može dovesti do gubitka energije kroz rasipanje topline, tako da je potrebna prikladno veliku veličinu staze.
Možete promijeniti područje presjeka žice podešavanjem dva faktora: širinu žice i debljine bakra. Balansiranje ove dvije je ključ za smanjenje potrošnje energije i održavanje idealnog PCB veličine.
Upotrijebite kalkulator širine PCB linije kako biste saznali koje širine i debljine podržavaju vrstu struje potrebne za vaš uređaj. Kada koristite ove alate, budite oprezni za dizajn veličine ožičenja za podršku veće struje nego što mislite da trebate.

2.Rethink komponentni plasman
Izgled komponenata je još jedno ključno razmatranje u visokokvatelnom PCB dizajnu. Mosfets i slične komponente generiraju puno topline, pa je važno zadržati ih kao izolirane od drugih vrućih ili temperaturnih tačaka. Ovo nije uvijek lako kada se bavimo smanjenim faktorima oblika.
Pojačalo i pretvarači treba čuvati na odgovarajućoj udaljenosti od mostića i drugih grijaćih elemenata. Iako može biti primamljivo održavati visoku zonu napajanja na rubu, to ne dopušta jednoliku raspodjelu temperature. Umjesto toga, postavljaju se u ravne linije preko ploče kako bi zadržali energiju, što više čini toplinu još.
Približavajući se najuticajnijim područjima, lakše je odrediti idealne komponente. Prvo odredite idealnu lokaciju za visokotemperaturne komponente. Jednom kada znate gdje ih možete staviti, možete koristiti ostatak da biste popunili praznine.

3.Optimiziranje upravljanja disipacijom topline
Slično tome, visoki trenutni PCB-ovi također zahtijevaju pažljivo termalno upravljanje. Za većinu aplikacija to znači zadržavanje unutrašnje temperature ispod 130 stepeni Celzijusa za temperaturu prijelaza stakla FR4 laminata. Optimiziranje postavljanja komponenata pomoći će, ali vaši koraci minimiziranja toplote moraju se zaustaviti tamo.
Prirodno hlađenje konvekcije može biti dovoljno za manju potrošačku elektroniku PCB, ali možda nije dovoljna za veće aplikacije za napajanje. Mehanički radijatori mogu biti potrebni. Aktivno hlađenje poput navijača ili tekućih sustava za hlađenje oko MOSFET-a također pomaže. Međutim, neki dizajni uređaja ne mogu biti dovoljno veliki da se prilagode tradicionalnim radijatorima ili aktivnim hlađenjem.
Za manje, ali visoke performanse PCB, rasipanje topline kroz rupe su korisna alternativa. Visoko voljan metal sa serijom rupa izlit će toplinu od mostića ili sličnih komponenti prije nego što dostigne osjetljivije područje.

4.USEJU prave materijale
Odabir materijala bit će od velike koristi prilikom optimizacije termičkog upravljanja i osiguravanje da komponente mogu izdržati veće struje. Ovo se odnosi na PCB komponente i podloge.
Iako je FR4 najčešći supstrat, nije uvijek najbolji izbor za visokokvalitetni PCB dizajn. METAL-CORE PCB-ovi mogu biti idealni jer uravnotežuju izolaciju i ekonomičnost podloga poput FR4 sa snagom i temperaturom visoko provodljivih metala. Alternativno, neki proizvođači čine posebne laminate otpornim na toplinu koje biste mogli uzeti u obzir.
Opet biste trebali koristiti samo komponente uz visoke vrijednosti toplinske otpornosti. Ponekad to znači odabir materijala koji su otporni na toplinu, dok u drugim slučajevima znači korištenje debljih komponenti istog materijala. Koja je opcija najbolja ovisi o vašoj veličini, budžetu, budžetu i dostupnim dobavljačima PCB-a.

5.Improvi procesa kontrole kvaliteta
Pouzdanost visokokvalitetnih PCB-a je također stvar pronalaženja grešaka u proizvodnji. Ako se proizvodni proces ne može pronaći i riješiti nedostatke koji nadolazeći svoje prednosti, tada iznad četiri izbora dizajna neće dati mnogo poboljšanja. Važni su pouzdaniji provjeri kvalitete za prototipove iteracije.
Korištenje pravih alata za procjenu kvalitete PCB-a jedna je od najvažnijih razmatranja na terenu. Digitalni optički komparatori kao predlošci i obloge nadmašuju tradicionalne metode dok se protežu i iskrivljavaju vremenom, ometajući njihovu pouzdanost. Također biste trebali uzeti u obzir alate koji su lako automatizirati za minimiziranje rizika od ljudske greške.
Bez obzira na specifične metode i tehnike koje koristite, praćenje svih nedostataka je kritično. S vremenom, ovi podaci mogu otkriti trendove u pojavu problema, pružajući pouzdanije promjene dizajna PCB-a.

6.Proizvodljivosti Dizajn
Slično, ali često zanemareno faktor u visokokvatelnom PCB dizajnu je osiguravanje lakoće proizvodnje. Ako su proizvodne greške toliko česte da uređaj rijetko ispunjava specifikacije na papiru, nije važno koliko je pouzdan PCB u teoriji.
Rješenje je izbjeći pretjerano složene ili zamršene dizajne što je više moguće. Prilikom dizajniranja visokokvalitetnih PCB-a, imajte na umu svoj proizvod proizvodnje, s obzirom na to kako mogu proizvesti te tokove tih radova i koji su se problemi mogli pojaviti. Lakše možete napraviti proizvode bez grešaka, to će biti pouzdaniji.
Ovaj korak zahtijeva blisku suradnju s proizvodnim dionicima. Ako ne obradujete proizvodnju u kući, uključite svoje proizvodne partnere u fazu dizajna kako biste dobili svoj doprinos potencijalnim pitanjima proizvođača.

7. Oživite tehnologiju u svoju korist
Novo planiranje i tehnike proizvodnje mogu olakšati balansiranje ovih razmatranja. 3D ispis uvodi više fleksibilnosti dizajna za podršku složenijim PCB rasporedima bez grešaka u proizvodnji. Njegova preciznost omogućava vam da osigurate da bakrena ožičenja slijedi krivulju, a ne pravim kutom za smanjenje dužine i minimiziranje potrošnje energije
Umjetna inteligencija je još jedna tehnologija koja vrijedi istražiti. AI PCB alati mogu automatski postaviti komponente ili istaknuti potencijalne probleme dizajna kako bi se spriječile pogreške u stvarnom svijetu. Slična rješenja mogu simulirati različita ispitivana okruženja za procjenu performansi PCB-a prije proizvodnje fizičkih prototipa.

Visoki trenutni PCB dizajn zahtijeva oprez
Projektiranje pouzdanog visokokvalitetnog PCB-a nije lako, ali nije nemoguće. Nakon ovih sedam koraka pomoći će vam da optimizirate svoj dizajnerski proces da biste stvorili efikasniji uređaji velike snage.
Kako industrijski internet stvari raste, ta će razmatranja postati još važnija. Zagrljaj ih sada bit će ključ za nastavak uspjeha u budućnosti.