Відповідно до глобальної тенденції активного переходу до сталої енергетики нова енергетична галузь процвітає. Від нових енергетичних транспортних засобів до обладнання для виробництва сонячної та вітрової енергії, ядро багатьох нових енергетичних застосувань неможливо відокремити від ключового компонента -нова енергетична плата. Хоча це, здавалося б, звичайна друкована плата, вона незамінна в нових енергетичних системах, виконуючи складні схеми схеми та завдання передачі сигналу, і є основою для забезпечення ефективної та стабільної роботи нового енергетичного обладнання.
1, Матеріал підкладки: наріжний камінь продуктивності
Матеріал підкладки нових енергетичних схемних плат є ключовим фактором, що визначає їх продуктивність. Порівняно з традиційними друкованими платами нові енергетичні програми часто стикаються з більш суворими вимогами до навколишнього середовища та продуктивності, тому вибір матеріалів для підкладки є надзвичайно прискіпливим.
У сфері транспортних засобів з новою енергією через складне середовище, таке як вібрація, висока температура та електромагнітні перешкоди, що виникають під час експлуатації автомобіля, підкладка повинна мати чудову механічну міцність, стійкість до високих температур та електричну ізоляцію. Ламінована епоксидна склотканина стала звичайним вибором для підкладок друкованих плат нових транспортних засобів завдяки своїм відмінним комплексним характеристикам. Він не тільки може витримувати певний ступінь механічного навантаження, щоб забезпечити цілісність друкованої плати під час вібрації автомобіля, але також має високу температуру склування, щоб підтримувати стабільні електричні характеристики в середовищі з високою температурою. Наприклад, у друкованій платі системи керування акумулятором електромобілів підкладка FR-4 може надійно підтримувати схему, забезпечуючи точну передачу моніторингу стану акумулятора та сигналів керування.
У сфері сонячної фотоелектричної енергії тривалий-проникнення на відкритому повітрі, зміна високих і низьких температур і вологості вимагають, щоб підкладки друкованих плат були стійкими до погодних умов і хімічної корозії. У цей час з’являються спеціальні високо-матеріали. Поліімідні (PI) підкладки мають чудову стійкість до високих і низьких температур і можуть зберігати стабільність у екстремальному діапазоні температур від -200 градусів до 260 градусів. У той же час їх чудова стійкість до ультрафіолетового випромінювання та хімічних речовин робить їх придатними для тривалого використання в суворих зовнішніх середовищах, ефективно подовжуючи термін служби друкованих плат у обладнанні для виробництва сонячної енергії.
2, структурний дизайн: основа оптимізації продуктивності
Конструкція нових енергетичних схемних плат вимагає комплексного врахування багатьох факторів для досягнення кращих електричних характеристик і використання простору.
Для друкованої плати системи живлення транспортних засобів з новою енергією через потребу передавати потужність із високою-потужністю та складними сигналами керування часто використовується багатошарова структура плати-. Збільшуючи кількість шарів, можна досягти більш складних схем схеми в обмеженому просторі, зменшуючи перетинання ліній і перешкоди. Наприклад, у друкованих платах електроприводів зазвичай використовуються друковані плати з 8 або навіть більше шарами. Внутрішній шар можна використовувати для організації шарів живлення та заземлення, забезпечуючи стабільне живлення для схеми та зменшуючи перешкоди сигналу; Зовнішній шар використовується для підключення контактів різних електронних компонентів для досягнення вхідного та вихідного сигналу. Між тим, дуже важливо розумно спроектувати ширину та відстань між контурами. Для ліній електропередач із сильним струмом ширина лінії буде відповідно збільшена, щоб зменшити опір лінії, мінімізувати втрати енергії та виділення тепла; Для високошвидкісних сигнальних ліній відстань і довжина ліній суворо контролюватимуться, щоб забезпечити цілісність сигналу та зменшити відображення сигналу та перехресні перешкоди.
У нових системах розподіленого виробництва енергії, таких як вітрові електростанції та сонячні електростанції, друковані плати, можливо, доведеться адаптувати до різних вимог до встановлення та підключення. На цьому етапі з’явився модульний структурний дизайн. Розділіть всю друковану плату на кілька незалежних модулів відповідно до їхніх функцій, і кожен модуль можна спроектувати, виготовити та перевірити окремо перед складанням. Ця модульна конструкція не тільки полегшує виробництво та технічне обслуговування, але також дозволяє гнучко регулювати комбінації модулів відповідно до реальних сценаріїв застосування, покращуючи універсальність і масштабованість друкованих плат. Наприклад, у конструкції друкованої плати сонячних інверторів вхідний ланцюг, ланцюг інвертора, вихідний ланцюг тощо можуть бути розроблені як незалежні модулі, а відповідна кількість і специфікації модулів можуть бути обрані для комбінування відповідно до вимог до інвертора різних рівнів потужності.
3, Виробничий процес: Забезпечення якості
Процес виробництва нових енергетичних плат безпосередньо впливає на їх якість і продуктивність, і кожен крок від обробки підкладки до перевірки кінцевого продукту потребує суворого контролю.
Обробка підкладки є першим кроком у виробництві, включаючи різання, свердління та інші операції на підкладці. Під час процесу різання потрібне високо-точне обладнання для різання, щоб забезпечити точність розмірів підкладки та контролювати похибки в дуже малому діапазоні. Процес свердління ще більш критичний. Для великої кількості наскрізних отворів на нових енергетичних платах потрібна висока точність апертури та гладкі стінки отвору. Сучасна технологія лазерного свердління відіграє важливу роль у цьому процесі, оскільки вона може досягти високо-точної обробки невеликих отворів (наприклад, менше 0,1 мм) з мінімальним пошкодженням стінки отвору, що є корисним для подальшого гальванічного покриття та електричних з’єднань.
Виготовлення схем є одним із основних процесів у виробництві, яке в основному виконується за допомогою методів фотолітографії та травлення. Під час процесу фотолітографії поверхня підкладки спочатку рівномірно покривається фоторезистом, а потім використовується високо{1}}точне фотолітографічне обладнання для експонування розробленого малюнка схеми на фоторезист через маску. Після експонування фоторезист проходить обробку прояву, залишаючи візерунок фоторезисту, що відповідає малюнку схеми. Далі виконується травлення для видалення мідної фольги, яка не захищена фоторезистом, за допомогою хімічного травильного розчину, утворюючи таким чином точну схему. Цей процес вимагає надзвичайно високої екологічної чистоти, і навіть дрібні частинки пилу можуть спричинити такі дефекти, як коротке замикання або розрив у ланцюзі. Тому на виробничих цехах зазвичай використовується очисне-обладнання без пилу, щоб гарантувати, що процеси літографії та травлення виконуються в середовищі високої чистоти.
Після завершення виробництва схеми необхідно виконати обробку поверхні друкованої плати, щоб покращити її здатність до пайки та захисні характеристики. Звичайні процеси обробки поверхні включають напилення олова, золоте покриття, хімічне нікелювання тощо. У нових енергетичних друкованих платах через високі вимоги до надійності широко використовуються процеси занурювального золота та безелектричного нікелювання. Процес занурення золота може утворити однорідний шар золота на поверхні мідної фольги. Хороша електропровідність і корозійна стійкість золота не тільки покращують паяність друкованої плати, але також ефективно запобігають окисленню мідної фольги та подовжують термін служби друкованої плати; Процес безгальванічного нікелювання спочатку наносить шар нікелю на поверхню мідної фольги, а потім шар золота. Шар нікелю може служити бар’єрним шаром, щоб запобігти дифузії атомів міді в шар золота, що додатково підвищує надійність і стабільність друкованої плати.
Нова енергетична плата fr4 друкована плата