Að hanna hvaða PCB sem er er krefjandi, sérstaklega þar sem tæki verða minni og minni. Hástraumur PCB hönnun er enn flóknari vegna þess að hún hefur allar sömu hindranir og krefst viðbótar sett af einstökum þáttum sem þarf að hafa í huga.
Sérfræðingar spá því að líklegt sé að eftirspurn eftir háum krafti muni aukast til að ná tveggja stafa vaxtarhraða fyrir iðnaðar IoT árið 2030. Hér eru sjö skref til að hámarka PCB hönnun í hástraum rafeindatækni fyrir þessa þróun.

1. Færðu nægilega kapalstærð
Línustærð er eitt mikilvægasta hönnunarsjónarmið fyrir mikla núverandi PCB. Kopar raflagnir hafa haft tilhneigingu til að vera litlu fyrir samsniðnari hönnun, en það virkar ekki á hærri straumum. Lítill þversnið getur leitt til aflmissi með hitaleiðni, þannig að þörf er á viðeigandi stórri brautarstærð.
Þú getur breytt þversniðssvæðinu í vírnum með því að stilla tvo þætti: breidd vírsins og þykkt koparins. Að koma jafnvægi á þessa tvo er lykillinn að því að draga úr orkunotkun og viðhalda kjör PCB stærð.
Notaðu PCB línubreidd reiknivél til að læra hvaða breidd og þykkt styður þá tegund núverandi sem þarf fyrir tækið þitt. Þegar þú notar þessi tæki skaltu gæta þess að hanna raflögnina til að styðja við hærri strauma en þú heldur að þú þurfir.

2. Rethink íhluta staðsetningu
Skipulag íhluta er önnur lykilatriði í hástraumum PCB hönnun. MOSFETS og svipaðir íhlutir mynda mikinn hita, svo það er mikilvægt að halda þeim eins og einangraðir frá öðrum heitum eða hitastigsnæmum blettum og mögulegt er. Þetta er ekki alltaf auðvelt þegar verið er að takast á við minnkaða formþætti.
Halda skal magnara og breytum í viðeigandi fjarlægð frá MOSFET og öðrum upphitunarþáttum. Þó að það geti verið freistandi að viðhalda háu raforkusvæði við brúnina, gerir það ekki ráð fyrir samræmdri dreifingu hitastigs. Í staðinn eru þeir settir í beinar línur yfir borðið til að halda orku, sem gerir hitann meira.
Með því að nálgast áhrifamestu svæðin fyrst er auðveldara að ákvarða kjörna hluti. Í fyrsta lagi skaltu ákvarða kjöraðan stað fyrir háhita hluti. Þegar þú veist hvar á að setja þá geturðu notað afganginn til að fylla í eyðurnar.

3. Optiimize hitastjórnun
Að sama skapi þurfa hágæða PCB einnig vandlega hitastjórnun. Fyrir flestar forrit þýðir þetta að halda innra hitastiginu undir 130 gráður á Celsíus fyrir glerbreytingarhitastig FR4 lagskipta. Að hámarka staðsetningu íhluta mun hjálpa, en hitameðferðarskrefin þín verða að hætta þar.
Náttúruleg kæling kælingu getur verið næg fyrir smærri neytandi rafeindatækni PCB, en gæti ekki verið nægjanleg fyrir æðri orku. Vélrænir ofnar geta verið nauðsynlegir. Virk kæling eins og aðdáendur eða fljótandi kælikerfi umhverfis MOSFETs hjálpar einnig. Samt sem áður, sumir tækjahönnun eru ef til vill ekki nógu stórar til að koma til móts við hefðbundna ofna eða virka kælingu.
Fyrir minni en afkastamikla PCB er hitaleiðni í gegnum göt gagnlegur valkostur. Mjög leiðandi málmur með röð af götum sem hellt er mun fjarlægja hitann frá MOSFET eða svipuðum íhlutum áður en hann nær viðkvæmari svæðum.

4. Notaðu rétt efni
Efnisval mun vera mjög ávinningur við að hámarka hitastjórnun og tryggja að íhlutir þoli hærri strauma. Þetta á við um PCB íhluti og undirlag.
Þrátt fyrir að FR4 sé algengasta undirlagið er það ekki alltaf besti kosturinn fyrir hástraums PCB hönnun. PCB-kjarna PCB geta verið tilvalin vegna þess að þau halda jafnvægi á einangrun og hagkvæmni undirlags eins og FR4 með styrk og hitastig tilfærslu mjög leiðandi málma. Að öðrum kosti gera sumir framleiðendur sérstakir hitaþolnir lagskiptir sem þú gætir íhugað.
Aftur, þú ættir aðeins að nota íhluti með háu hitauppstreymisgildi. Stundum þýðir þetta að velja efni sem eru hitaónæmari, en í öðrum tilvikum þýðir það að nota þykkari hluti af sama efni. Hvaða valkostur er best fer eftir PCB stærð, fjárhagsáætlun og tiltækum birgjum.

5. Fylgdu gæðaeftirlitsferlinu
Áreiðanleiki PCB með háum straumum er einnig spurning um að finna villur í framleiðslu. Ef framleiðsluferlið getur ekki fundið og tekið á göllum sem vega upp á móti kostum þess, þá munu ofangreindir fjórir hönnunarvalkostir ekki skila miklum framförum. Áreiðanlegri gæðaeftirlit með endurtekningum á frumgerð eru einnig mikilvægar.
Að nota rétt verkfæri til að meta gæði PCB er eitt mikilvægasta sjónarmiðið á þessu sviði. Stafræn sjónsamanburður þar sem sniðmát og yfirbreiðslur vega betur en hefðbundnar aðferðir þegar þær teygja sig og brengla með tímanum og hindra áreiðanleika þeirra. Þú ættir einnig að íhuga tæki sem auðvelt er að gera sjálfvirkan til að lágmarka hættuna á mannlegum mistökum.
Burtséð frá sérstökum aðferðum og tækni sem þú notar, að rekja alla galla er mikilvægt. Með tímanum geta þessi gögn leitt í ljós þróun í tilkomu vandamála, sem veitir áreiðanlegri PCB hönnunarbreytingar.

6. Framleiðsluhönnun
Svipaður en oft gleymdur þáttur í PCB hönnun með háum straumum er að tryggja framleiðslu auðvelda. Ef framleiðsluvillur eru svo algengar að tækið uppfyllir sjaldan forskriftirnar á pappír skiptir ekki máli hversu áreiðanlegt PCB er í orði.
Lausnin er að forðast of flókna eða flókna hönnun eins mikið og mögulegt er. Þegar þú hannar hástraum PCB skaltu hafa framleiðsluferlið þitt í huga með hliðsjón af því hvernig þetta verkflæði gæti valdið þeim og hvaða vandamál gætu komið upp. Því auðveldara sem þú getur búið til villulausar vörur, því áreiðanlegri verða þær.
Þetta skref krefst náins samvinnu við hagsmunaaðila framleiðslu. Ef þú höndlar ekki framleiðslu innanhúss skaltu taka framleiðsluaðila þína í hönnunarstiginu til að fá inntak sitt í hugsanleg framleiðsla mál.

7. Notaðu tækni til þín
Ný skipulags- og framleiðslutækni getur auðveldað þessi sjónarmið. 3D prentun kynnir meiri sveigjanleika í hönnun til að styðja við flóknari PCB skipulag án framleiðsluvillna. Nákvæmni þess gerir þér einnig kleift að tryggja að kopar raflögn fylgir ferli frekar en réttu horni til að draga úr lengd sinni og lágmarka orkunotkun
Gervigreind er önnur tækni sem vert er að rannsaka. AI PCB verkfæri geta sjálfkrafa sett íhluti eða varpað hugsanlegum hönnunarvandamálum til að koma í veg fyrir að villur birtist í hinum raunverulega heimi. Svipaðar lausnir geta hermt eftir mismunandi prófunarumhverfi til að meta árangur PCB áður en þeir framleiða líkamlegar frumgerðir.

Há núverandi PCB hönnun krefst varúðar
Það er ekki auðvelt að hanna áreiðanlegan hástraum PCB en það er ekki ómögulegt. Að fylgja þessum sjö skrefum mun hjálpa þér að hámarka hönnunarferlið þitt til að búa til skilvirkari hástýringartæki.
Þegar iðnaðar Internet of Things vex verða þessi sjónarmið enn mikilvægari. Að faðma þá núna verður lykillinn að áframhaldandi árangri í framtíðinni.