Progettazione PCB ad alta tensione

• Definizione del circuito stampato ad alta tensione
• Perché progettare PCB per sistemi ad alta tensione
• Regolamenti e standard per la progettazione di PCB ad alta tensione
• Come scegliere il materiale per la progettazione di PCB ad alta tensione
• Approvvigionamento di componenti per PCB ad alta tensione
• Considerazioni sulla progettazione di PCB ad alta tensione
• Tipi di circuiti stampati ad alta tensione
• Linee guida per il layout per la progettazione di PCB ad alta tensione
• Distanza di fuga e distanza di sicurezza nel PCB ad alta tensione
• Produzione di circuiti stampati ad alta tensione
• Processo di assemblaggio PCB ad alta tensione
• Applicazioni di PCB ad alta tensione
• Conclusione

PCB ad alta tensione

Definizione del circuito stampato ad alta tensione

I circuiti stampati ad alta tensione sono tipi speciali di PCB in grado di sostenere tensioni elevate e fluttuazioni termiche. Sono principalmente realizzati in materiale di rame pesante.

Condizioni come una bassa pressione dell'aria possono forzare le tensioni ad arco rapido. Ciò richiede materiali in grado di resistere a queste fluttuazioni. Quindi, i PCB ad alta tensione offrono la soluzione.

Progettazione PCB ad alta tensione

Perché progettare PCB per sistemi ad alta tensione

La maggior parte delle industrie richiede PCB in grado di resistere ad alte tensioni.

Industrie come l'industria aerospaziale, l'esercito e le aziende di generazione di energia hanno bisogno di queste schede.

In alcuni casi, l'utilizzo di altre schede può portare a un aumento della formazione di archi, che può essere fastidioso e costoso.

Vantaggi del design PCB ad alta tensione

Il design di PCB ad alta tensione presenta molti vantaggi grazie all'uso di rame più pesante, rispetto ad altri design di PCB.

Sottostazione di trasmissione di potenza

• Maggiore resistenza alle sollecitazioni termiche – Con il rame pesante, hai la certezza che la scheda sarà in grado di sostenere le fluttuazioni termiche.
• Inoltre è dotato di una maggiore capacità di trasportare correnti. Potresti non trovare questa qualità in nessun'altra scheda.
• I PCB ad alta tensione hanno anche una maggiore resistenza meccanica. Ciò è evidente nei siti dei connettori e nei fori PTH.
• Includendo pesi di rame più elevati nello strato di circuiti della scheda, le dimensioni del prodotto sono immensamente ridotte.
• I pesanti vias ramati migliorano il trasferimento di calore ai dissipatori di calore esterni.

 Svantaggi della progettazione PCB ad alta tensione

Alcuni dei principali inconvenienti della progettazione di circuiti stampati ad alta tensione includono:

·Richiede tempo

La fabbricazione e l'assemblaggio di PCB ad alta tensione richiedono molto tempo.

Ciò è dovuto alle ulteriori modifiche richieste, incluso l'uso di rame più pesante a differenza degli altri PCB.

·Costoso

I materiali aggiuntivi di solito implicano un'aggiunta al budget. Le schede ad alta tensione richiedono rame più pesante che deve avere un costo.

Regolamenti e standard per la progettazione di PCB ad alta tensione

A seconda di dove si intende utilizzare i circuiti stampati ad alta tensione, dovrebbero soddisfare i seguenti standard di qualità:

CT Scan

· CGMP

Attuali buone pratiche di fabbricazione i regolamenti sono stabiliti dalla Food and Drug Administration (FDA). Gli standard CGMP sono fondamentali nella progettazione di PCB ad alta tensione per apparecchiature mediche.

·IEEE

Questa è la Institute of Electrical and Electronics Engineers. È un organismo professionale che regola lo sviluppo dell'elettrotecnologia.

Produce periodici periodici che forniscono indicazioni su alcune delle più attuali e avanzate tecnologie elettroniche.

Assicurati di iscriverti a questo organismo per rimanere aggiornato sulle tecnologie più recenti e sulle normative emergenti.

·CE

CE è un marchio di qualità che trova la sua origine nello Spazio Economico Europeo.

Implica una serie di misure normative che il tuo PCB ad alta tensione deve attraversare all'interno dell'Unione Europea.

Questi standard variano da standard sanitari, standard di facile utilizzo e standard rispettosi dell'ambiente.

Ciò sarà utile anche per l'acquisto di componenti all'interno dei mercati dell'Unione Europea. Assicurarsi che tali componenti portino questo marchio.

Assicurati inoltre di raggiungere questi standard quando intendi vendere o utilizzare la tua tavola in Europa. Questo dovrebbe essere indipendentemente da dove lo produci.

·RoHS

Le sostanze pericolose sono generalmente limitate con questo marchio di standardizzazione. È anche comune nel mercato europeo.

I vostri prodotti elettronici ed elettrici dovrebbero essere privi di sostanze pericolose.

Questo marchio di standardizzazione durerà circa cinque anni. I prodotti soggetti a restrizioni includono piombo, mercurio, cromo e cadmio.

Questi regolamenti limitano anche PBB e PBDE.

Quando acquisti componenti per il tuo PCB ad alta tensione, assicurati che questi standard stabiliti siano soddisfatti. È un marchio di standardizzazione universalmente accettato.

·CCC

Il marchio di certificazione cinese è un altro segno cruciale a cui prestare attenzione. Aspettatevi questo marchio di qualità sui prodotti fabbricati, importati e utilizzati in Cina.

Troverai la maggior parte dei produttori di componenti ad alta tensione con sede in Cina. Questo marchio ti aiuterà molto nel garantire standard di qualità.

·ISO

ISO 9000 è forse il marchio di standardizzazione più comunemente accettato universalmente. È una garanzia che le organizzazioni soddisfano gli standard desiderati per i consumatori.

Assicurati che i componenti che acquisti per il tuo PCB ad alta tensione portino questo marchio. È una conferma di qualità.

Inoltre, ISO 14000 garantisce che il PCB e il produttore siano conformi agli standard ambientali di sicurezza.

·ASTM

Questa è anche un'altra organizzazione che garantisce il rispetto degli standard internazionali. Inoltre propone pubblicazioni sulle strategie di produzione.

Questi standard sono generalmente concordati di comune accordo. I materiali utilizzati nella progettazione di PCB ad alta tensione devono soddisfare questi standard.

Come scegliere il materiale per la progettazione di PCB ad alta tensione

La creazione di PCB ad alta tensione comporta una serie di condizioni rigorose che devono essere rispettate. È fondamentale garantire che non si formino archi affinché il prodotto sia sicuro e affidabile.

Ciò significherebbe che il design rimane in perfette condizioni anche con l'invecchiamento. Diamo un'occhiata ad alcuni dei materiali più consigliati:

PCB Materiale

·Laminato FR4

Questo laminato ha un'elevata rottura dielettrica. Tuttavia, ha una porosità maggiore rispetto alla resina epossidica e alla poliimmide. Questo lo rende suscettibile alla contaminazione.

È una struttura di bordo più debole. Ogni volta che c'è una crepa sul bordo, il valore dielettrico diminuisce.

È probabile che anche l'elettronica adiacente venga carbonizzata. Questo è il risultato di eventi di sovratensione.

· Resina epossidica BT

Questo materiale ha pareti laterali robuste. È preferito soprattutto per le applicazioni che hanno bobine planari. È anche il migliore con i circuiti di media tensione.

·Isola, laminati High V

Questo è preferito perché estingue gli archi. Sono, tuttavia, costosi.

Normalmente, sono applicabili solo quando si maneggiano pannelli monofacciali e bifacciali molto semplici.

È importante notare che quando si utilizzano questi materiali adatti, è necessario considerare i fattori ambientali.

Quando si utilizzano materiali con standard di isolamento molto elevati, assicurarsi che il materiale possa sostenere applicazioni sottovuoto o ad alta potenza.

Approvvigionamento di componenti per PCB ad alta tensione

Componenti PCB

Quando si acquista l'alta tensione Componenti PCB, è essenziale prima sviluppare a distinta base (BOM).

Questo fornisce una panoramica di tutti i componenti di cui avrai bisogno per l'assemblaggio della tua scheda.

I dettagli dovrebbero includere il numero di parti richieste, le dimensioni e dove trovarle. Con una distinta base ben precisata, avrai una visione chiara dell'intero processo.

Nella maggior parte dei casi, dovrai esternalizzare alcuni componenti di altri produttori.

Per una corretta guida su ciò di cui hai bisogno, la distinta base sarà un requisito. Come abbiamo appreso, questo aiuterà i produttori a identificare ciò di cui hai bisogno per il tuo PCB ad alta tensione.

È necessario procurarsi il componente da un'azienda affidabile, esperta e certificata.

Ricorda che utilizzerai la distinta base per generare i preventivi.

Quando sei approvvigionamento di componenti PCB all'estero, il produttore dovrebbe avere capacità di spedizione.

Di solito, i componenti sono fragili, da qui la necessità di imballaggi e spedizioni speciali. Assicurati che il produttore abbia queste capacità.

Con queste considerazioni, sarai certo che i componenti esternalizzati soddisfino le tue esigenze.

Componenti PCB

Naturalmente, il tipo di componenti PCB che ti procurerai dipende dalle applicazioni specifiche del circuito stampato.

Non cercare di ottenere componenti economici. La qualità è fondamentale quando si tratta di componenti PCB ad alta tensione.

Considerazioni sulla progettazione di PCB ad alta tensione

Ci sono molte considerazioni che dovresti fare quando progetti PCB ad alta tensione. Analizziamo alcune di queste considerazioni di progettazione.

1. Linee guida per la progettazione di PCB ad alta tensione

Circuito stampato ad alta tensione

Considera la tua frequenza operativa

Ciò influirà sul design dell'alta tensione perché è probabile che si verifichi un arco a una tensione inferiore alle alte frequenze.

Ciò richiede una buona spaziatura tra le linee del segnale e una considerazione speciale alla fine dello spettro di frequenza.

Il differenziale CC può potenzialmente causare incisione. Può anche provocare migrazione elettrochimica. Inoltre, a causa della migrazione dell'elettrochimica, è probabile che gli strati formino un arco.

Ciò ridurrà la dispersione della tavola e le distanze di sicurezza.

Alcuni dei metalli più comuni che contribuiscono alla migrazione elettrochimica sono stagno, argento e, a volte, rame.

Puoi minimizzarlo evitando l'uso di stagno o argento puri quando finisci il design del tuo PCB ad alta tensione.

Se devi usare lo stagno, allaccialo con un basso contenuto di piombo per controllare l'emergere di filamenti conduttivi.

Declassa i tuoi componenti

Il declassamento è importante quando il tuo progetto è destinato a funzionare in ambienti ad alto stress. Abbassare il valore più alto di corrente, tensione e temperatura uniforme del componente.

Questo darà al prodotto una vita più lunga, che viene calcolata utilizzando la tua valutazione percentuale.

Dovresti quindi declassare i tuoi materiali a un valore di parametro che sperimenteranno durante l'uso reale. Ciò ridurrà i costi di produzione.

Foto per gentile concessione: Electronics Point

Si noti che i rischi associati alle schede sono il risultato di sovratensione, che provoca archi sulla scheda.

Assicurati di declassare alla tensione massima, non media. Questo vedrà il tuo PCB ad alta tensione sopravvivere in caso di sovratensione.

Seleziona i tuoi componenti

Dopo il declassamento, rivedere tutti i componenti selezionati. È probabile che l'alta tensione causi un'elevata variabilità nelle connessioni elettriche su tutta la scheda.

Provocherà anche sollecitazioni di campo tra i componenti della scheda.

Le fluttuazioni di tensione possono anche creare punti d'arco e distruggere i componenti.

2. Linee guida per la progettazione di PCB ad alta tensione multistrato

Diamo un'occhiata ad alcune linee guida per quattro strati circuito stampato multistrato ad alta tensione.

Questa è una procedura piuttosto complessa a causa del numero di standard stabiliti che dovrebbero essere seguiti.

PCB multistrato

In base alla spaziatura dei conduttori elettrici, le schede con una differenza di 80 V tra i conduttori dovrebbero avere le seguenti qualità tra i conduttori:

• Gli strati interni dovrebbero avere 0.1 mm tra di loro.
• Gli strati esterni non rivestiti dovrebbero avere 0.6 mm tra di loro.
• Gli strati esterni rivestiti, invece, dovrebbero avere 0.13 mm tra di loro.

Questi numeri sono solo lo spazio minimo che gli strati dovrebbero avere tra di loro. È fondamentale notare che i vias ad alta potenza mantengono lo spazio sul lato a bassa tensione.

3. Circuiti in rame pesante nella progettazione di PCB ad alta tensione

I circuiti in rame pesante sono generalmente prodotti con rame di peso compreso tra 4 oz/ft2 e 20 oz/ft2.

Ci sono anche casi in cui viene utilizzato rame di peso compreso tra 20 oz/ft2 e 200 oz/ft2. Questo è indicato come rame estremo.

 PCB in rame spesso

Concentriamoci sul rame estremo.

4. Costruzione di rame per circuiti pesanti

L'unica differenza tra la produzione di PCB in rame pesante e altri PCB è nell'incisione. Anche le tecniche di placcatura sembrano differire notevolmente. L'intreccio è ad alta velocità mentre l'incisione è differenziale.

In questa placcatura, tu come fabbricante avrai la possibilità di aumentare lo spessore del rame. Questo spessore sarà realizzato sia nei fori placcati che nelle pareti laterali passanti.

circuito stampato

PowerLink è il metodo utilizzato per combinare il rame pesante con le altre normali caratteristiche di una singola scheda. Ciò comporta alcuni vantaggi, tra cui una riduzione del numero di strati. Porta anche a bassa impedenza nella produzione di energia e costi di produzione ridotti.

5. Capacità di carico attuale e aumento della temperatura

Di solito, il livello di tolleranza di corrente in un circuito in rame dipende dall'aumento di calore che può sostenere.

Questo perché esiste una correlazione positiva tra aumento di calore e flusso di corrente.

Il flusso di corrente lungo una traccia porta al riscaldamento localizzato. La conduzione è responsabile del raffreddamento della traccia e della successiva espulsione nell'ambiente esterno.

La massima corrente che una traccia può tollerare viene stabilita stimando l'aumento di calore associato alla corrente applicata.

Assicurarsi che vi sia un equilibrio tra la velocità di riscaldamento e la velocità di raffreddamento.

6. Forza e sopravvivenza del circuito

C'è un vasto numero di materiali dielettrici tra cui puoi scegliere.

Tuttavia, se hai intenzione di esporre la tua tavola ad ambienti estremi, dovresti usare materiale esotico.

L'uso di circuiti in rame pesanti aiuta a evitare guasti termici. Quando si placcano i fori a 2 oz/ft2, le possibilità di guasto sono limitate a zero.

7.Gestione termica

Il calore rilasciato durante il funzionamento della scheda deve essere dissipato. Questa dissipazione dovrebbe provenire dalla sorgente all'ambiente.

Se i componenti vengono lasciati surriscaldare, il probabile risultato è il guasto dell'intero sistema.

Gestione termica – Foto per gentile concessione: Nex Logic

Quando si utilizzano circuiti in rame pesanti, la perdita di calore sarà ridotta. Il circuito in rame pesante raggiunge questo obiettivo conducendo il calore lontano dai componenti cruciali.

Dissipatori di calore assicurarsi che il calore venga dissipato dal punto di generazione all'ambiente esterno.

Tipi di circuiti stampati ad alta tensione

Quando cerchi circuiti stampati ad alta tensione, puoi considerare uno dei seguenti:

i. PCB ad alta tensione a lato singolo

Queste sono le forme più elementari di circuiti stampati ad alta tensione. Sono le schede più preferite per i progetti a bassa densità.

PCB unilaterale

Questa scheda di solito non ha fori passanti placcati. Resist è stampato sulla scheda di rame nudo. Quindi procedi all'incisione e alla stampa della maschera di saldatura.

Con l'uso di photoresist, sarai in grado di modellare il circuito. Le materie prime utilizzate nella produzione di questi pannelli includono FR4, alluminio e base di rame.

ii. PCB ad alta tensione a doppia faccia

A differenza del PCB ad alta tensione a lato singolo, questa scheda ha due strati conduttivi. Ciò significa che entrambi i lati del tabellone hanno sia tracce che percorsi. Questo progresso nelle capacità ne informa l'uso in applicazioni elettroniche avanzate.

PCB a doppia faccia – Foto per gentile concessione: Progetti di ingegneria

Esistono due metodi utilizzati per il montaggio dei componenti su questa scheda: tecnologia a foro passante e tecnologia a montaggio superficiale.

Gli strati sono anche laminati su entrambi i lati della tavola. La resina epossidica di vetro viene solitamente utilizzata come materiale isolante per isolare la base del design.

Utilizzare un foglio di rame per laminare entrambi i lati del substrato e una maschera di saldatura per proteggere la scheda per la protezione.

iii. PCB multistrato ad alta tensione

I PCB multistrato ad alta tensione di solito hanno più di tre strati conduttivi sepolti al centro del materiale. Questo lo rende diverso dai PCB ad alta tensione sia a lato singolo che a doppio lato.

Per ottenere questo design multistrato, alternare strati di preimpregnato e materiali di base.

PCB multistrato

Avrai bisogno di alta temperatura e pressione per laminare questi materiali insieme. Ciò contribuirà a rimuovere l'aria intrappolata tra gli strati.

I conduttori sono ulteriormente incapsulati con resina. Quindi procedi a sciogliere e polimerizzare l'adesivo che tiene insieme gli strati.

Nella fabbricazione di PCB multistrato ad alta tensione, è possibile utilizzare materiali di base in vetro epossidico, ceramica esotica o teflon.

iv. PCB rigidi flessibili ad alta tensione

Questo tipo di PCB ad alta tensione è costituito da substrati di circuiti rigidi e flessibili laminati insieme.

PCB flessibile rigido

Normalmente, il substrato flessibile è costituito da poliimmidi flessibili come Kapton o Norton. Queste poliammidi sono solitamente laminate insieme al rame mediante calore, adesivo acrilico e pressione.

Questo è ciò che viene laminato insieme al supporto rigido. Quindi monterai i componenti su entrambi i lati della scheda multistrato risultante.

Il PCB rigido ad alta tensione flessibile non richiede cavi di collegamento tra i due substrati. Questo perché il circuito PCB flessibile raggiunge la connessione elettrica.

Questo porta a una serie di vantaggi in termini di prestazioni.

In primo luogo, migliora la trasmissione del segnale del circuito e porta a un'impedenza controllata nel circuito.

I PCB ad alta tensione rigidi e flessibili aiutano anche a eliminare i problemi di connessione comuni come i giunti freddi. Anche il peso è ridotto, pur offrendo una dotazione adeguata per più componenti.

Linee guida per il layout per la progettazione di PCB ad alta tensione

Quando stai progettando il tuo PCB ad alta tensione, dovrai prima isolare le aree ad alta tensione. Il raggruppamento dei circuiti ad alta tensione ridurrà al minimo l'impatto sulla scheda.

Layout PCB

• Assicurati di ridurre la tensione su tutta la scheda e isolare le fonti di rumore. Anche le interconnessioni dovrebbero essere ridotte al minimo.
• Utilizzare i controlli di progettazione per garantire che il PCB ad alta tensione abbia prestazioni eccellenti e protezione a vita.
• Nel progetto, assicurarsi che la dispersione e la distanza di sicurezza siano rispettate.
• La distanza è solitamente la distanza più breve attraverso l'aria tra due strati conduttivi. È probabile che una distanza inferiore sul PCB porti alla formazione di un arco tra le schede durante la sovratensione.
• Il creepage, d'altra parte, è la distanza tra gli strati conduttivi in ​​un PCB. È una misura della distanza più breve lungo il materiale della superficie isolante.
• La frequenza operativa è anche un altro aspetto critico da considerare nella progettazione di PCB ad alta tensione. Evitare l'uso di stagno puro o argento per rifinire questo tipo di PCB.
• I componenti dovrebbero anche essere ridotti alla tensione massima rispetto alla tensione media. Ciò garantisce la sicurezza e la sopravvivenza del prodotto in caso di sovratensione.
• Per prevenire il verificarsi di archi, dovresti evitare angoli e spigoli vivi.
• Per i pad, è importante assicurarsi che le curve siano lisce. Anche gli angoli dovrebbero essere curvi. Puoi anche usare le sfere di saldatura nei punti di connessione.
• Assicurati che il materiale che stai usando per la tavola sia appropriato. Questi materiali includono il laminato FR4, la resina epossidica BT e il laminato Isola High V. I PCB ad alta tensione richiedono laminati in grado di tollerare la sovratensione.
• È altrettanto fondamentale garantire che il contenuto di resina di vetro utilizzato sia quello appropriato. Se questi non vengono selezionati in modo appropriato, il risultato potrebbe essere difetti nel prodotto finale.

Distanza di fuga e distanza di sicurezza nel PCB ad alta tensione

Proprio come qualsiasi altro PCB, anche i circuiti stampati ad alta tensione hanno requisiti di spaziatura ridotti. Questi sono solitamente misurati in dispersione e gioco.

Un arco può facilmente formarsi tra gli elementi conduttivi del PCB ad alta tensione.

Quando si distanziano correttamente i componenti sul PCB ad alta tensione, si riducono le possibilità che si verifichi un arco. Questa spaziatura è determinata dal gioco e dalla dispersione.

Il termine distanza è la distanza attraverso la quale l'aria circola tra due conduttori.

Quando gli strati conduttivi tra il PCB ad alta tensione non hanno una distanza adeguata, è probabile che si formi un arco.

La creepage è la distanza tra due conduttori. Tuttavia, è sulla superficie del materiale e non attraverso l'aria.

Quando il tuo PCB ad alta tensione ha una dispersione adeguata, i componenti non diventeranno troppo affollati.

Produzione di circuiti stampati ad alta tensione

Il circuito stampato ad alta tensione, proprio come qualsiasi altro PCB, è realizzato in rame. Di solito, il rame viene placcato su un substrato, quindi ritagliato per esporre il design della scheda.

PCB Assembly

Quella che segue è una procedura passo passo su come produrre il tuo PCB ad alta tensione.

Passaggio 1: il design

La progettazione della scheda ti darà il progetto su cui sarà basato il tuo PCB ad alta tensione. Di solito, questo viene realizzato utilizzando un software per computer.

Utilizzerai il calcolatore della larghezza della traccia durante la generazione dei dettagli degli strati interno ed esterno del PCB ad alta tensione.

Passaggio 2: stampa del design

In questo passaggio, utilizzare la stampante plotter per stampare il progetto del PCB ad alta tensione. Questo perché è in grado di produrre un film che dettaglia gli strati della tavola.

Dopo la stampa, utilizzare due diversi colori di inchiostro negli strati interni della lavagna.

L'inchiostro trasparente indicherà le aree non conduttive mentre le tracce di rame conduttivo saranno indicate con inchiostro nero. Usa gli stessi colori sugli strati esterni ma con significati invertiti.

Passaggio 3: creazione del substrato

In questa fase, possiamo affermare con sicurezza che il tuo PCB ad alta tensione ha iniziato a prendere forma. I substrati iniziano a formarsi quando si passa la tavola nel forno.

Il passaggio di resina epossidica e fibra di vetro attraverso il calore le semi-indurisce.

Procedere con il pre-incollaggio del rame su entrambi i lati dello strato, quindi incidere per esporre il disegno dalle pellicole stampate.

Passaggio 4: stampa degli strati interni

Dopo aver creato il supporto, procedere alla stampa del disegno su un laminato, che è il corpo della struttura.

Utilizzare una pellicola fotosensibile per coprire la struttura. Ciò è necessario anche per l'allineamento dei progetti e la stampa finale sulla lavagna.

Pratica dei fori sulla tavola. Questo aiuterà anche nel processo di allineamento.

Passaggio 5: luce ultravioletta

Dopo aver allineato il resist e il laminato, portali attraverso la luce ultravioletta. Questo aiuterà a indurire il fotoresist.

Dopo essere passati attraverso la luce ultravioletta, i percorsi di rame saranno esposti. Le parti destinate alla rimozione vengono impedite dall'indurimento dell'inchiostro nero.

È quindi possibile immergere gli strati in una soluzione alcalina per rimuovere il fotoresist in eccesso.

Passaggio 6: rimozione del rame indesiderato

In questo passaggio, rimuoverai il rame in eccesso che sarà rimasto sulla scheda.

Affinché questo processo avvenga, lavare la scheda con una soluzione simile alla soluzione alcalina utilizzata in precedenza.

Questo laverà via il rame in eccesso sulla scheda.

Durante questo processo, il fotoresist indurito rimarrà intatto.

Passaggio 7: ispezione

Ai fini dell'allineamento, dovrai ispezionare gli strati puliti. I fori precedentemente praticati ti permetteranno anche di allineare sia lo strato interno che quello esterno.

Usando un trapano a perforazione ottico, sarai in grado di allineare gli strati. Dopo l'ispezione utilizzando il punzone ottico, procedere con l'utilizzo di una macchina alternativa per ispezionare la scheda.

Ciò contribuirà a chiarire i dubbi sul fatto che la tavola sia perfetta. È importante utilizzare la macchina di ispezione avanzata perché non sarai in grado di correggere gli errori mancati.

Passaggio 8: laminazione degli strati

A questo punto, il tabellone assumerà la forma definitiva. Questo è il risultato della fusione delle schede insieme.

Utilizzare morsetti di metallo per tenere insieme gli strati all'inizio del processo di laminazione. Assicurarsi che lo strato di preimpregnato vada nella vasca di allineamento.

Dopo questo passaggio secondario, metti uno strato di substrato sopra il preimpregnato. Questo dovrebbe quindi essere seguito dal posizionamento di uno strato di lamina di rame.

Su questo aggiungere la resina preimpregnata. Infine, puoi procedere con l'aggiunta di uno strato di rame. Questa è la piastra della pressa.

Passaggio 9: premere i livelli

Ora dovresti premere gli strati insieme. Questo inizia con la punzonatura dei perni attraverso gli strati per garantire che siano allineati e fissati in modo efficace.

A seconda della tecnologia che stai utilizzando, questi pin possono essere rimossi in seguito.

Dopo questo, applicherai sia il calore che la pressione sugli strati. Con il calore, la resina epossidica si scioglierà nel preimpregnato.

La pressione sull'altra estremità aiuterà nella fusione degli strati insieme.

Passaggio 10: perforazione

Dovresti usare un trapano computerizzato che porterà all'esposizione del substrato e dei pannelli interni.

Rimuovere tutto il rame che rimarrà dopo questo passaggio.

Passaggio 11 – Placcatura

Usa una soluzione chimica per fondere insieme questi strati. Procedi a pulire la tavola con i prodotti chimici consigliati.

Il pannello sarà rivestito con un sottile strato di rame. Questo filtra nei fori precedentemente praticati.

Passaggio 12: imaging dello strato esterno

Applicare uno strato di fotoresist sulla superficie dello strato esterno come hai fatto nel terzo passaggio.

È quindi possibile inviare il pannello per l'imaging.

Usa di nuovo la luce ultravioletta per indurire il fotoresist. Rimuovere il fotoresist in eccesso.

Passaggio 13 – Placcatura

Placca il pannello con un sottile strato di rame, come hai fatto nel passaggio 11

Rivestire la tavola con uno strato sottile di latta. Ciò offrirà protezione al rame sullo strato esterno. Di conseguenza, il rame non verrà inciso.

Passaggio 14 – Incisione

In questo passaggio, dovresti rimuovere il rame in eccesso intrappolato sotto lo strato di resist. Lo strato di protezione in stagno garantirà il rame necessario.

Passaggio 15: applicazione della maschera di saldatura

Prima di applicare la maschera di saldatura, pulire tutti i pannelli. Quindi, applicare la resina epossidica insieme alla pellicola della maschera di saldatura.

Se ti accorgi che la maschera di saldatura è in eccesso, esponi la scheda alla luce ultravioletta. La maschera di saldatura richiesta rimarrà cotta sulla scheda.

Passaggio 16: serigrafia

Questa è una fase cruciale in quanto garantisce che le informazioni critiche vengano stampate sulla scheda ad alta tensione. Dopo l'applicazione, procedere all'ultimo rivestimento e al processo di polimerizzazione del pannello.

Passaggio 17: finitura superficiale

La qualità dell'incollaggio è una considerazione essenziale nella finitura superficiale. In base ai requisiti della scheda, deciderai quale finitura di saldatura utilizzare.

Passo 18 - Test

I test elettrici sono generalmente condotti su schede per garantire che soddisfino gli standard stabiliti. Puoi assumere un tecnico per farlo per te.

Senza questo processo, il consiglio non può dirsi completo. Confronta con il progetto originale del progetto per garantire che la qualità non sia compromessa.

Processo di assemblaggio PCB ad alta tensione

 PCB Assembly

Passo 1: Stencil di pasta per saldatura

Il processo ha una somiglianza con la serigrafia delle camicie. Tuttavia, l'eccezionalità di questo processo è caratterizzata dalla posa di un sottile acciaio inossidabile stampino sul PCB.

Ciò significa che applicherai la saldatura solo su alcune parti del PCB ad alta tensione.

Queste parti sono solitamente i punti su cui verranno montati i componenti nel prodotto finale.

Per fondere e legarsi efficacemente a una superficie, la saldatura viene miscelata con il flusso.

Stencil PCB

Con l'ausilio di un applicatore, applicare la pasta saldante con precisione sulle aree previste. La macchina ti aiuterà anche a stendere la pasta in modo uniforme sulla tavola.

Quando alla fine rimuovi lo stencil, la pasta saldante rimarrà nelle posizioni pre-identificate.

Passaggio 2: selezionare e posizionare

Dopo l'applicazione della pasta saldante, ora puoi prelevare e posizionare i componenti utilizzando una macchina pick and place.

Questa è una macchina robotica che aiuta nel posizionamento dei componenti a montaggio superficiale (SMD).

Questi componenti vengono quindi saldati sulla superficie della scheda in una fase successiva.

In passato, questo processo veniva eseguito utilizzando un paio di pinzette.

Ciò si è tradotto nel posizionamento manuale dei componenti in cui gli assemblatori hanno raccolto e posizionato i componenti.

Inoltre, il primo metodo era imperfetto a causa della fatica e dell'affaticamento degli occhi tra gli assemblatori.

Attualmente, l'automazione ha promosso precisione ed efficienza. Le macchine automatizzate possono lavorare XNUMX ore su XNUMX senza affaticarsi.

Con l'ausilio della presa a vuoto, la macchina automatizzata può prelevare e posizionare i componenti sulla stazione.

Il robot applica quindi gli SMT sulla superficie della superficie del PCB ad alta tensione. I componenti sono montati sopra la pasta saldante nelle posizioni che erano state identificate in precedenza.

Passaggio 3: saldatura a riflusso

Dopo aver posizionato i componenti a montaggio superficiale, è essenziale assicurarsi che aderiscano. È quindi necessario solidificare la pasta saldante per sostenere i componenti sulla scheda.

Trasferire la scheda ad alta tensione al nastro trasportatore, che sposterà la scheda attraverso un forno di rifusione.

Nel forno, vari riscaldatori riscaldano la tavola a una temperatura di circa 250 gradi Celsius. Queste temperature sciolgono la saldatura nella pasta saldante.

Il PCB continua a muoversi nel forno, dove viene sottoposto a riscaldatori più freddi per solidificare la saldatura fusa.

Inoltre, questo processo avviene in modo controllato, creando saldature permanenti che collegano i dispositivi a montaggio superficiale al circuito stampato.

Durante il riflusso del PCB ad alta tensione a due lati, dovranno essere messe in atto misure speciali. È necessario stencil e ripassare separatamente ogni lato.

Stamperai prima il lato che ha meno parti e più piccole, quindi ripeti lo stesso sull'altro lato.

Passaggio 4: ispezione e controllo di qualità

Dopo aver saldato i componenti a montaggio superficiale nella posizione giusta, verificarne la funzionalità.

È probabile che l'intenso movimento che caratterizza il processo di riflusso degradi la qualità della connessione. Può anche causare la completa mancanza di connessione o cortocircuiti elettrici.

Molti metodi di ispezione possono essere utilizzati per accertare che tali difetti siano assenti. Parliamo di alcuni dei metodi che puoi utilizzare qui.

·Controlli manuali

Sebbene nel recente passato ci siano stati progressi tecnologici nell'ispezione dei PCB, il controllo manuale è ancora comunemente utilizzato.

Quando si tratta di un numero limitato di lotti, un'ispezione visiva di persona può tornare utile. Questo ti aiuterà ad accertare la qualità della scheda dopo il processo di rifusione.

·Ispezione ottica automatica

Questo metodo è il più efficace quando si ispeziona un gran numero di lotti durante l'assemblaggio di PCB ad alta tensione.

La macchina utilizzata è nota come macchina di ispezione ottica automatica (AIO). Le sue capacità di ispezione sono realizzate da telecamere ad alta potenza.

Inoltre, le telecamere sono posizionate strategicamente per visualizzare le connessioni a saldare.

La macchina utilizza luci diverse per denotare la qualità di diverse connessioni di saldatura. Ciò consente all'AOI di identificare saldature di bassa qualità.

L'AOI solitamente valuta la qualità delle schede in tempi brevissimi.

·Ispezione a raggi X

L'ispezione a raggi X non è un metodo di ispezione molto comune. È più appropriato per le schede viste come complesse o multistrato.

Con i raggi X, puoi vedere attraverso gli strati. Ciò consente di visualizzare i livelli inferiori e identificare i problemi nascosti.

Quando ti rendi conto che le schede hanno funzionato male, hai due opzioni. Puoi rielaborarli o scartarli del tutto, a seconda della gravità del malfunzionamento.

È importante notare che anche se queste ispezioni non riescono a trovare errori, dovrebbero seguire ulteriori test di funzionalità. Testerai le connessioni della scheda per assicurarti della qualità.

Se le schede ad alta tensione che stai testando richiedono programmazione o calibrazione, saranno necessari ancora più test per accertarne la funzionalità.

Dovresti condurre tali test regolarmente dopo il processo di riflusso per portare alla luce potenziali problemi. Tali controlli assicureranno che vi sia una tempestiva identificazione e correzione dei difetti. Questo ti aiuterà a risparmiare tempo e risorse.

Passo 5: Inserimento di componenti a foro passante

A seconda delle applicazioni che si intende realizzare dalla scheda ad alta tensione, i componenti potrebbero andare oltre i consueti SMD.

Alcuni PCB necessitano di componenti placcati a foro passante (PTH).

Questi componenti trasmettono segnali su tutta la linea utilizzando fori passanti placcati.

Tali componenti non possono essere montati mediante saldatura a rifusione SMD. Sono disponibili due opzioni per la saldatura di componenti a foro passante sui circuiti stampati ad alta tensione.

·Saldatura manuale

L'inserimento manuale del foro passante è il punto in cui un individuo inserisce un singolo componente in un PTH predestinato e lo salda.

Quando la prima persona ha finito, il tabellone si sposta sulla persona successiva che inserisce anche il componente successivo.

Il processo continua fino a quando tutti i componenti PTH non vengono riparati in modo appropriato.

Questo può essere un processo molto scomodo, dispendioso in termini di tempo e faticoso, soprattutto quando i componenti sono molti. Tuttavia, ci sono un certo numero di progetti che richiedono ancora questo metodo di saldatura dei componenti PTH.

· Saldatura ad onda:

Questo si riferisce alla versione automatizzata della saldatura dei componenti PTH. Tuttavia, il processo coinvolto in questo metodo è sorprendentemente diverso.

Dopo aver posizionato il componente PTH, posizionerai la scheda PCB ad alta tensione su un nastro trasportatore.

Il nastro trasportatore passerà attraverso un forno in cui la saldatura fusa lava il fondo della scheda. Di conseguenza, i pin nella parte inferiore della scheda vengono saldati in un attimo.

Questo può essere fatto solo su un lato dei PCB e può rivelarsi complicato per i PCB ad alta tensione a doppia faccia. È probabile che la saldatura dei componenti sul secondo lato interferisca con il funzionamento dei componenti già saldati.

Passaggio 6: ispezione finale e test funzionale

Al termine del processo di saldatura, eseguire i test finali per garantire la funzionalità della scheda.

Il processo è una simulazione delle condizioni in cui funzionerà il progetto PCB ad alta tensione.

Assicurati di eseguire la potenza attraverso i ritmi della scheda. Utilizzare tester per monitorare le caratteristiche elettriche dei PCB ad alta tensione.

Fluttuazioni inaccettabili di tensione, corrente e uscita del segnale sono indicazioni di guasto della scheda.

Decidi se rottamare o riciclare una tale scheda a seconda dell'entità delle fluttuazioni e degli standard stabiliti.

Questa dovrebbe essere l'ultima fase dell'assemblaggio PCB ad alta tensione.

Applicazioni di PCB ad alta tensione

Assemblaggio PCB ad alta tensione

·Applicazioni militari

I PCB ad alta corrente vengono utilizzati nella produzione di applicazioni militari aggiungendo strati duplicati. Gli strati hanno un ulteriore 3-4 once di rame in parallelo.

Gli strati incrociano le dita, consentendo loro di condividere le correnti in modo uniforme. Ciò consente alla scheda di eliminare la condivisione del carico.

Di conseguenza, lo stress termico è ridotto nelle applicazioni.

Questo informa l'applicazione nella produzione di sistemi di controllo delle armi.

I PCB ad alta tensione vengono utilizzati anche nella produzione di alimentatori per sistemi radar.

Anche i pannelli di distribuzione dell'energia militare, le cariche della batteria e il sistema di monitoraggio sono prodotti utilizzando PCB ad alta tensione.

·Applicazioni aerospaziali

I design PCB ad alta tensione sono utilizzati anche nell'industria aerospaziale. Lo stress termico comune ad altre schede può facilmente causare più guasti del sistema, con esiti fatali.

Questo informa l'uso di schede ad alta tensione nella produzione di sistemi radar.

Sono utilizzati anche nella produzione di accessori di comunicazione nell'industria aerospaziale. Oltre agli aeroplani, queste schede sono utilizzate anche in veicoli spaziali e altre apparecchiature spaziali.

·Trasformatori di potenza

I trasformatori di potenza sono generalmente prodotti utilizzando PCB ad alta tensione. Ciò può essere attribuito alla capacità della scheda di controllare lo stress termico.

Di solito, i trasformatori di potenza fungono da reti di distribuzione per vari utenti di energia. Ciò comporta molte fluttuazioni termiche che devono essere regolate.

Conclusione

I PCB ad alta tensione sono molto importanti nella produzione di applicazioni che funzionano in condizioni termiche fluttuanti.

Sono appositamente progettati per gestire tali fluttuazioni.

Con un'adeguata produzione della scheda fino al processo di assemblaggio, l'efficienza è garantita.

Pertanto, è necessario considerare ogni aspetto evidenziato in questa guida.

Per PCB ad alta tensione, contattateci oggi.