Mereka bentuk mana-mana PCB adalah mencabar, terutamanya apabila peranti menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Reka bentuk PCB semasa tinggi adalah lebih kompleks kerana ia mempunyai semua halangan yang sama dan memerlukan set tambahan faktor unik untuk dipertimbangkan.
Pakar meramalkan bahawa permintaan untuk peranti berkuasa tinggi berkemungkinan meningkat untuk mencapai kadar pertumbuhan tahunan dua angka bagi iot Perindustrian menjelang 2030. Berikut ialah tujuh langkah untuk mengoptimumkan reka bentuk PCB dalam elektronik semasa tinggi untuk aliran ini.

1.Pastikan saiz kabel mencukupi
Saiz garisan adalah salah satu pertimbangan reka bentuk yang paling penting untuk PCBS semasa tinggi. Pendawaian tembaga cenderung untuk dikecilkan untuk reka bentuk yang lebih padat, tetapi ini tidak berfungsi pada arus yang lebih tinggi. Keratan rentas yang kecil boleh menyebabkan kehilangan kuasa melalui pelesapan haba, jadi saiz trek yang besar yang sesuai diperlukan.
Anda boleh menukar luas keratan rentas wayar dengan melaraskan dua faktor: lebar wayar dan ketebalan kuprum. Mengimbangi kedua-dua ini adalah kunci untuk mengurangkan penggunaan kuasa dan mengekalkan saiz PCB yang ideal.
Gunakan kalkulator Lebar Talian PCB untuk mengetahui lebar dan ketebalan yang menyokong jenis arus yang diperlukan untuk peranti anda. Apabila menggunakan alat ini, berhati-hati untuk mereka bentuk saiz pendawaian untuk menyokong arus yang lebih tinggi daripada yang anda fikir anda perlukan.

2. Fikirkan semula penempatan komponen
Susun atur komponen adalah satu lagi pertimbangan utama dalam reka bentuk PCB semasa tinggi. MOSFET dan komponen yang serupa menjana banyak haba, jadi penting untuk memastikannya diasingkan daripada tempat panas atau sensitif suhu lain yang mungkin. Ini tidak selalunya mudah apabila berurusan dengan faktor bentuk yang dikurangkan.
Penguat dan penukar hendaklah disimpan pada jarak yang sesuai dari MOSFET dan elemen pemanas lain. Walaupun ia mungkin menggoda untuk mengekalkan zon kuasa tinggi di pinggir, ini tidak membenarkan pengagihan suhu seragam. Sebaliknya, ia diletakkan dalam garis lurus di seluruh papan untuk mengekalkan tenaga, yang menjadikan haba lebih sekata.
Dengan mendekati kawasan yang paling berpengaruh terlebih dahulu, lebih mudah untuk menentukan komponen yang ideal. Pertama, tentukan lokasi yang sesuai untuk komponen suhu tinggi. Sebaik sahaja anda tahu di mana untuk meletakkannya, anda boleh menggunakan selebihnya untuk mengisi kekosongan.

3. Optimumkan pengurusan pelesapan haba
Begitu juga, PCBS arus tinggi juga memerlukan pengurusan haba yang teliti. Untuk kebanyakan aplikasi, ini bermakna mengekalkan suhu dalaman di bawah 130 darjah Celsius untuk suhu peralihan kaca lamina FR4. Mengoptimumkan penempatan komponen akan membantu, tetapi langkah pengecilan haba anda mesti berhenti di situ.
Penyejukan perolakan semula jadi mungkin mencukupi untuk PCBS elektronik pengguna yang lebih kecil, tetapi mungkin tidak mencukupi untuk aplikasi kuasa yang lebih tinggi. Radiator mekanikal mungkin diperlukan. Penyejukan aktif seperti kipas atau sistem penyejukan cecair di sekeliling MOSFET juga membantu. Walau bagaimanapun, sesetengah reka bentuk peranti mungkin tidak cukup besar untuk menampung radiator tradisional atau penyejukan aktif.
Untuk PCBS yang lebih kecil tetapi berprestasi tinggi, pelesapan haba melalui lubang adalah alternatif yang berguna. Logam yang sangat konduktif dengan satu siri lubang yang dituangkan akan mengeluarkan haba daripada MOSFET atau komponen yang serupa sebelum ia mencapai kawasan yang lebih sensitif.

4.Gunakan bahan yang betul
Pemilihan bahan akan memberi manfaat besar apabila mengoptimumkan pengurusan terma dan memastikan komponen boleh menahan arus yang lebih tinggi. Ini terpakai kepada komponen dan substrat PCB.
Walaupun FR4 adalah substrat yang paling biasa, ia tidak selalu menjadi pilihan terbaik untuk reka bentuk PCB semasa tinggi. PCBS teras logam mungkin sesuai kerana ia mengimbangi penebat dan keberkesanan kos substrat seperti FR4 dengan kekuatan dan anjakan suhu logam yang sangat konduktif. Sebagai alternatif, sesetengah pengeluar membuat lamina tahan haba khas yang mungkin anda pertimbangkan.
Sekali lagi, anda hanya perlu menggunakan komponen dengan nilai rintangan haba yang tinggi. Kadangkala, ini bermakna memilih bahan yang lebih tahan haba, manakala dalam kes lain ia bermakna menggunakan komponen yang lebih tebal daripada bahan yang sama. Pilihan mana yang terbaik bergantung pada saiz PCB anda, bajet dan pembekal yang tersedia.

5.Memperbaiki proses kawalan kualiti
Kebolehpercayaan PCBS arus tinggi juga merupakan masalah mencari kesilapan dalam pengeluaran. Jika proses pembuatan tidak dapat mencari dan menangani kecacatan yang mengimbangi kelebihannya, maka empat pilihan reka bentuk di atas tidak akan menghasilkan banyak peningkatan. Pemeriksaan kualiti yang lebih dipercayai untuk lelaran prototaip juga penting.
Menggunakan alat yang betul untuk menilai kualiti PCB adalah salah satu pertimbangan yang paling penting dalam bidang ini. Pembanding optik digital sebagai templat dan penutup mengatasi kaedah tradisional kerana ia meregang dan memesongkan dari semasa ke semasa, menghalang kebolehpercayaannya. Anda juga harus mempertimbangkan alat yang mudah untuk mengautomasikan untuk meminimumkan risiko kesilapan manusia.
Tidak kira kaedah dan teknik khusus yang anda gunakan, menjejaki semua kecacatan adalah penting. Dari masa ke masa, data ini boleh mendedahkan trend dalam kemunculan masalah, memberikan perubahan reka bentuk PCB yang lebih dipercayai.

6. Reka bentuk kebolehkilangan
Faktor yang serupa tetapi sering diabaikan dalam reka bentuk PCB semasa tinggi adalah memastikan kemudahan pembuatan. Jika ralat pengeluaran adalah sangat biasa sehingga peranti jarang memenuhi spesifikasi di atas kertas, tidak kira betapa boleh dipercayai PCB secara teori.
Penyelesaiannya adalah untuk mengelakkan reka bentuk yang terlalu rumit atau rumit sebanyak mungkin. Apabila mereka bentuk PCBS semasa tinggi, ingatlah proses pembuatan anda, mempertimbangkan cara aliran kerja ini mungkin menghasilkannya dan masalah yang mungkin timbul. Lebih mudah anda boleh membuat produk tanpa ralat, lebih dipercayai produk itu.
Langkah ini memerlukan kerjasama rapat dengan pihak berkepentingan pengeluaran. Jika anda tidak mengendalikan pembuatan dalaman, libatkan rakan kongsi pengeluaran anda dalam fasa reka bentuk untuk mendapatkan input mereka tentang isu kebolehkilangan yang berpotensi.

7.Gunakan teknologi untuk kelebihan anda
Perancangan dan teknik pengeluaran baharu boleh memudahkan pengimbangan pertimbangan ini. Percetakan 3D memperkenalkan lebih banyak fleksibiliti reka bentuk untuk menyokong susun atur PCB yang lebih kompleks tanpa ralat pengeluaran. Ketepatannya juga membolehkan anda memastikan pendawaian kuprum mengikut lengkung dan bukannya Sudut tepat untuk mengurangkan panjangnya dan meminimumkan penggunaan kuasa
Kecerdasan buatan ialah satu lagi teknologi yang patut disiasat. Alat PCB AI boleh meletakkan komponen secara automatik atau menyerlahkan masalah reka bentuk yang berpotensi untuk mengelakkan ralat daripada muncul di dunia nyata. Penyelesaian yang serupa boleh mensimulasikan persekitaran ujian yang berbeza untuk menilai prestasi PCBS sebelum menghasilkan prototaip fizikal.

Reka bentuk PCB semasa tinggi memerlukan berhati-hati
Mereka bentuk PCB arus tinggi yang boleh dipercayai bukanlah mudah, tetapi ia tidak mustahil. Mengikuti tujuh langkah ini akan membantu anda mengoptimumkan proses reka bentuk anda untuk mencipta peranti berkuasa tinggi yang lebih cekap.
Apabila Internet Perindustrian Perkara berkembang, pertimbangan ini akan menjadi lebih penting. Merangkul mereka sekarang akan menjadi kunci kejayaan berterusan pada masa hadapan.