Ցանկացած տպատախտակի նախագծումը մարտահրավեր է, հատկապես, երբ սարքերը գնալով փոքրանում են: Բարձր հոսանքի տպատախտակի նախագծումն ավելի բարդ է, քանի որ այն ունի բոլոր նույն խոչընդոտները և պահանջում է հաշվի առնելու մի շարք եզակի գործոններ:
Մասնագետները կանխատեսում են, որ բարձր հզորության սարքերի պահանջարկը, հավանաբար, կաճի՝ մինչև 2030 թվականը արդյունաբերական ինտերնետի (IoT) համար տարեկան երկնիշ աճի տեմպեր ապահովելու համար: Ահա յոթ քայլ՝ այս միտման համար բարձր հոսանքի էլեկտրոնիկայի տպատախտակների (PCB) նախագծումը օպտիմալացնելու համար:

1. Ապահովեք մալուխի բավարար չափս
Բարձր հոսանքի PCB-ների համար գծի չափը նախագծման ամենակարևոր նկատառումներից մեկն է: Ավելի կոմպակտ նախագծերի համար պղնձե լարերը հակված են մանրացված լինելու, սակայն դա չի աշխատում բարձր հոսանքների դեպքում: Փոքր լայնական հատվածքը կարող է հանգեցնել հզորության կորստի՝ ջերմության ցրման միջոցով, ուստի անհրաժեշտ է համապատասխանաբար մեծ չափի գծիկ:
Դուք կարող եք փոխել լարի լայնական հատույթը՝ կարգավորելով երկու գործոն՝ լարի լայնությունը և պղնձի հաստությունը: Այս երկուսի հավասարակշռումը էներգիայի սպառումը նվազեցնելու և PCB-ի իդեալական չափը պահպանելու բանալին է:
Օգտագործեք PCB գծի լայնության հաշվիչը՝ պարզելու համար, թե որ լայնություններն ու հաստություններն են ապահովում ձեր սարքի համար անհրաժեշտ հոսանքի տեսակը: Այս գործիքներն օգտագործելիս զգույշ եղեք նախագծել լարերի չափը՝ ապահովելու համար ավելի բարձր հոսանքներ, քան կարծում եք, որ ձեզ անհրաժեշտ է:

2. Վերանայեք բաղադրիչների տեղադրումը
Բարձր հոսանքի PCB նախագծման մեջ բաղադրիչների դասավորությունը մեկ այլ կարևոր նկատառում է: MOSFET-ները և նմանատիպ բաղադրիչները շատ ջերմություն են առաջացնում, ուստի կարևոր է դրանք հնարավորինս մեկուսացնել այլ տաք կամ ջերմաստիճանին զգայուն կետերից: Սա միշտ չէ, որ հեշտ է, երբ գործ ունեք կրճատված ձևի գործոնների հետ:
Ուժեղացուցիչներն ու փոխարկիչները պետք է պահվեն MOSFET-ներից և այլ տաքացնող տարրերից համապատասխան հեռավորության վրա։ Թեև գայթակղիչ կարող է լինել եզրին բարձր հզորության գոտի պահպանելը, դա թույլ չի տալիս ջերմաստիճանի միատարր բաշխում։ Դրա փոխարեն, դրանք տեղադրվում են ուղիղ գծերով՝ էներգիան պահպանելու համար, ինչը ջերմությունն ավելի հավասարաչափ է դարձնում։
Առաջին հերթին ամենաազդեցիկ հատվածներին մոտենալով՝ ավելի հեշտ է որոշել իդեալական բաղադրիչները։ Նախ, որոշեք բարձր ջերմաստիճանի բաղադրիչների իդեալական տեղը։ Երբ իմանաք, թե որտեղ դրանք տեղադրել, կարող եք մնացածը օգտագործել բացթողումները լրացնելու համար։

3. Ջերմության ցրման կառավարման օպտիմալացում
Նմանապես, բարձր հոսանքի PCB-ները նույնպես պահանջում են զգույշ ջերմային կառավարում: Կիրառությունների մեծ մասի համար սա նշանակում է FR4 լամինատների ապակե անցման ջերմաստիճանի համար ներքին ջերմաստիճանը 130 աստիճան Ցելսիուսից ցածր պահելը: Բաղադրիչների տեղադրման օպտիմալացումը կօգնի, բայց ջերմության նվազագույնի հասցնելու քայլերը պետք է դրանով ավարտվեն:
Բնական կոնվեկցիոն սառեցումը կարող է բավարար լինել փոքր սպառողական էլեկտրոնիկայի տպատախտակների համար, բայց կարող է բավարար չլինել բարձր հզորության կիրառությունների համար: Կարող են անհրաժեշտ լինել մեխանիկական ռադիատորներ: Ակտիվ սառեցումը, ինչպիսիք են օդափոխիչները կամ MOSFET-ների շուրջ հեղուկ սառեցման համակարգերը, նույնպես օգնում է: Այնուամենայնիվ, որոշ սարքերի դիզայնը կարող է բավականաչափ մեծ չլինել ավանդական ռադիատորները կամ ակտիվ սառեցումը տեղավորելու համար:
Փոքր, բայց բարձր արդյունավետությամբ PCB-ների համար անցքերի միջով ջերմության տարածումը օգտակար այլընտրանք է: Բարձր հաղորդունակությամբ մետաղը, որի մեջ մի շարք անցքեր են լցված, կհեռացնի ջերմությունը MOSFET-ներից կամ նմանատիպ բաղադրիչներից, նախքան այն կհասնի ավելի զգայուն տարածքներ:

4. Օգտագործեք ճիշտ նյութերը
Նյութի ընտրությունը մեծ օգուտ կբերի ջերմային կառավարումը օպտիմալացնելու և բաղադրիչների ավելի բարձր հոսանքներին դիմակայելու ապահովման գործում: Սա վերաբերում է նաև տպատախտակի բաղադրիչներին և հիմքերին:
Չնայած FR4-ը ամենատարածված հիմքն է, այն միշտ չէ, որ լավագույն ընտրությունն է բարձր հոսանքի PCB կոնստրուկցիաների համար: Մետաղական միջուկով PCB-ները կարող են իդեալական լինել, քանի որ դրանք հավասարակշռում են FR4-ի նման հիմքերի մեկուսացումը և ծախսարդյունավետությունը բարձր հաղորդունակության մետաղների ամրության և ջերմաստիճանային տեղաշարժի հետ: Այլընտրանքորեն, որոշ արտադրողներ արտադրում են հատուկ ջերմակայուն լամինատներ, որոնք կարող եք դիտարկել:
Կրկին, դուք պետք է օգտագործեք միայն բարձր ջերմային դիմադրության արժեքներ ունեցող բաղադրիչներ: Երբեմն դա նշանակում է ընտրել ավելի ջերմակայուն նյութեր, մինչդեռ այլ դեպքերում դա նշանակում է նույն նյութից ավելի հաստ բաղադրիչների օգտագործում: Որ տարբերակն է լավագույնը կախված է ձեր տպատախտակի չափից, բյուջեից և առկա մատակարարներից:

5. Բարելավել որակի վերահսկման գործընթացը
Բարձր հոսանքի PCB-ների հուսալիությունը նաև արտադրության մեջ սխալներ գտնելու հարց է: Եթե արտադրական գործընթացը չի կարողանում գտնել և շտկել դրա առավելությունները չեզոքացնող թերությունները, ապա վերը նշված չորս նախագծային ընտրությունները մեծ բարելավում չեն բերի: Կարևոր են նաև նախատիպերի իտերացիաների ավելի հուսալի որակի ստուգումները:
ՏԽՏ-ի որակը գնահատելու համար ճիշտ գործիքների օգտագործումը ոլորտի ամենակարևոր նկատառումներից մեկն է: Թվային օպտիկական համեմատիչները որպես ձևանմուշներ և ծածկույթներ գերազանցում են ավանդական մեթոդներին, քանի որ ժամանակի ընթացքում ձգվում և աղավաղվում են, ինչը խոչընդոտում է դրանց հուսալիությանը: Դուք պետք է նաև դիտարկեք գործիքներ, որոնք հեշտությամբ ավտոմատացվում են՝ մարդկային սխալի ռիսկը նվազագույնի հասցնելու համար:
Անկախ օգտագործվող կոնկրետ մեթոդներից և տեխնիկաներից, բոլոր թերությունների հետևումը կարևոր է: Ժամանակի ընթացքում այս տվյալները կարող են բացահայտել խնդիրների ի հայտ գալու միտումները՝ ապահովելով PCB նախագծման ավելի հուսալի փոփոխություններ:

6. Արտադրելիության դիզայն
Բարձր հոսանքի PCB նախագծման նմանատիպ, բայց հաճախ անտեսվող գործոն է արտադրության հեշտության ապահովումը: Եթե արտադրության սխալները այնքան տարածված են, որ սարքը հազվադեպ է համապատասխանում թղթի վրա գրված պահանջներին, ապա կարևոր չէ, թե որքան հուսալի է PCB-ն տեսականորեն:
Լուծումը հնարավորինս խուսափել չափազանց բարդ կամ խճճված նախագծերից: Բարձր հոսանքի PCB-ներ նախագծելիս հաշվի առեք ձեր արտադրական գործընթացը՝ հաշվի առնելով, թե ինչպես կարող են այդ աշխատանքային հոսքերը դրանք առաջացնել և ինչ խնդիրներ կարող են առաջանալ: Որքան հեշտ կարողանաք պատրաստել սխալներից զերծ արտադրանք, այնքան ավելի հուսալի կլինեն դրանք:
Այս քայլը պահանջում է սերտ համագործակցություն արտադրության շահագրգիռ կողմերի հետ: Եթե դուք արտադրությունը չեք իրականացնում ձեր սեփական ուժերով, ներգրավեք ձեր արտադրական գործընկերներին նախագծման փուլում՝ արտադրելիության հնարավոր խնդիրների վերաբերյալ նրանց կարծիքը ստանալու համար:

7. Օգտագործեք տեխնոլոգիան ձեր օգտին
Նոր պլանավորման և արտադրության մեթոդները կարող են հեշտացնել այս նկատառումների հավասարակշռումը: 3D տպագրությունը ներկայացնում է ավելի մեծ դիզայնի ճկունություն՝ արտադրական սխալներից զերծ ավելի բարդ PCB դասավորություններ ապահովելու համար: Դրա ճշգրտությունը նաև թույլ է տալիս ապահովել, որ պղնձե լարերը հետևեն կորի, այլ ոչ թե ուղիղ անկյան՝ դրա երկարությունը կրճատելու և էներգիայի սպառումը նվազագույնի հասցնելու համար:
Արհեստական ​​բանականությունը մեկ այլ տեխնոլոգիա է, որը արժե ուսումնասիրել: Արհեստական ​​տպատախտակների գործիքները կարող են ավտոմատ կերպով տեղադրել բաղադրիչներ կամ ընդգծել նախագծման հնարավոր խնդիրները՝ կանխելու համար իրական աշխարհում սխալների ի հայտ գալը: Նմանատիպ լուծումները կարող են մոդելավորել տարբեր փորձարկման միջավայրեր՝ ֆիզիկական նախատիպեր ստեղծելուց առաջ տպատախտակների աշխատանքը գնահատելու համար:

Բարձր հոսանքի PCB նախագծումը պահանջում է զգուշություն
Հուսալի բարձր հոսանքի PCB նախագծելը հեշտ չէ, բայց անհնար էլ չէ: Այս յոթ քայլերին հետևելը կօգնի ձեզ օպտիմալացնել ձեր նախագծման գործընթացը՝ ավելի արդյունավետ բարձր հզորության սարքեր ստեղծելու համար:
Արդյունաբերական իրերի ինտերնետի աճին զուգընթաց, այս նկատառումները կդառնան ավելի կարևոր։ Դրանք հիմա ընդունելը կլինի ապագայում շարունակական հաջողության գրավականը։