14種大功率PCB設(shè)計(jì)技巧，圖文+案例

今天給大家分享的是大功率 PCB 設(shè)計(jì)、大功率 PCB 設(shè)計(jì)技巧。

一、什么是 大功率 PCB？

大功率 PCB 由重銅制成的印刷電路板。與其他電路板相比，大功率PCB 能夠處理更高的電流速率，它能夠長時(shí)間抵抗高溫，提供了強(qiáng)大的連接點(diǎn)。

大功率PCB

大功率PCB特性

為特定設(shè)備制造高功率 PCB 設(shè)計(jì)，需要更高量的電流，并且經(jīng)常受到變化的溫度影響。

為了使它們有效地執(zhí)行，大功率 PCB 設(shè)計(jì)包含以下特性：與其他 PCB 中的銅層相比，高功率 PCB 設(shè)計(jì)中的銅層更厚更重，能夠傳導(dǎo)更高的電流。

PCB 中的熱傳遞

這種傳導(dǎo)更高電流的能力與散熱能力相結(jié)合，這有助于確保在由電路板制成的設(shè)備操作期間不會(huì)發(fā)生短路。由于這些原因，高功率 PCB 能夠抵抗并適應(yīng)設(shè)備使用的波動(dòng)溫度。

二、大功率PCB設(shè)計(jì)的類型

目前市場上有很多的大功率PCB可供選擇，這里列舉3種比較常見的分類標(biāo)準(zhǔn)：

1、雙面大功率PCB

這些是大功率印刷電路板，允許在兩側(cè)安裝組件。這個(gè)是使用高功率PCB制作的入門級別產(chǎn)品。

使用過孔，在頂層和底層之間交替布線，與單面大功率印刷電路相比，這使它們更加高效和可靠。

雙面PCB

2、剛?cè)峤Y(jié)合大功率PCB設(shè)計(jì)

大功率印刷電路由剛性和柔性電路基板組成。

通常情況下，剛?cè)峤Y(jié)合的高功率板由多層柔性基板組成，然后將這些柔性基板連接到一個(gè)或多個(gè)剛性板上。

剛性柔性PCB設(shè)計(jì)

這種附件是在內(nèi)部或外部完成的，高功率剛撓結(jié)合板的預(yù)期應(yīng)用對于確定如何完成連接至關(guān)重要。

此外，靈活的組件設(shè)計(jì)為始終靈活。這種靈活性在需要額外空間的角落和區(qū)域很有用。剛性基板在需要額外支持的領(lǐng)域很有幫助。

憑借這些功能，可以確保這些高功率剛撓結(jié)合板在制造和安裝過程中可以彎曲。剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)使高功率 PCB 能夠適應(yīng)更小的應(yīng)用，這導(dǎo)致增強(qiáng)的性能和便利性。

3、多層大功率PCB設(shè)計(jì)

多層大功率電路板具有至少三個(gè)導(dǎo)電層。交叉電路板電鍍通孔是這些板中最常用的電氣連接策略。

根據(jù)制造電路板的目的，導(dǎo)電層可以多達(dá)十二層。但是，有些公司現(xiàn)在正在制造多達(dá) 100 層的 PCB，為制造一些最復(fù)雜的高功率 PCB 應(yīng)用提供了空間。

多層PCB

三、大功率PCB設(shè)計(jì)的優(yōu)勢

大功率PCB設(shè)計(jì)

1、增加對熱應(yīng)變的耐受性

高功率 PCB 的厚銅使其能夠承受所承受的熱應(yīng)力。因此，由高功率 PCB 制成的設(shè)備能夠抵抗熱波動(dòng)，使其可靠，所以一般在制造軍事方面應(yīng)用比較多。

2、增加電流承載能力

重銅還使高功率 PCB 能夠在沒有太大壓力的情況下傳導(dǎo)大電流，具有較輕銅的 PCB 上的高電流容易發(fā)生故障和故障。

諸如電源變壓器之類的設(shè)備會(huì)暴露在非常高的電流下，如果沒有大功率 PCB，它們很可能會(huì)發(fā)生故障或引發(fā)一些電路災(zāi)難。

3、 增加連接器部位和 PTH 孔的機(jī)械強(qiáng)度

用于制造高功率 PCB 的重銅賦予其機(jī)械強(qiáng)度，這對于支持安裝在板上的組件非常重要，連接器部位在高功率 PCB 中得到加強(qiáng)。這延伸到通孔，這些通孔也由銅制成。

4、縮小產(chǎn)品尺寸

大功率PCB設(shè)計(jì)也有助于減小產(chǎn)品尺寸。這是通過將多個(gè)銅重量結(jié)合到電路的同一層上來實(shí)現(xiàn)的，解釋了它在軍事應(yīng)用中的偏好，因?yàn)榇蠖鄶?shù)產(chǎn)品必須是便攜式的。

5、熱傳遞到外部散熱器

使用厚重的鍍銅通孔，可以實(shí)現(xiàn)通過電路板的高電流傳輸。這有助于將熱量傳遞到外部散熱器，使高功率 PCB 成為需要高電流才能有效運(yùn)行的應(yīng)用中最有效的電路板。

大功率PCB設(shè)計(jì)中的散熱片也可以直接鍍在板上，這里就解釋了為什么高功率PCB設(shè)計(jì)經(jīng)常被使用在工業(yè)中。

四、示例大功率PCB設(shè)計(jì)原理圖

這里有舉了一個(gè)大功率PCB設(shè)計(jì)例子，基于Atmega328 微控制器的高功率 PCB。將板控制兩個(gè)帶有集成H橋驅(qū)動(dòng)器的直流電機(jī)。由于H橋還可以驅(qū)動(dòng)幾乎任何電感/電阻負(fù)載，還可以驅(qū)動(dòng)大電流 LED面板，指定每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)15A負(fù)載，總共30A。

大功率PCB設(shè)計(jì)

上面的原理圖使用兩個(gè)VNH5019A 集成 H 橋驅(qū)動(dòng)器，它們每個(gè)都可以連續(xù)驅(qū)動(dòng) 30A 的電流。Atmega328 將控制驅(qū)動(dòng)器的邏輯，單個(gè) 12VDC 電源將為電路板供電。

開關(guān)穩(wěn)壓器的下降將為 ATmega 提供 5VDC 電源。VNH 已拉高所有邏輯，除了為電機(jī)提供旋轉(zhuǎn)方向的 Ina/b 線。如果需要更多的控制，你可以通過 ATmega 控制 ENa/b 引腳。

VNH 能夠處理大部分的反激保護(hù)，只需要 1000uF 的電解電容。這里使用 74651195R 85A 螺釘端子作為主 12VDC 電源輸入，并使用兩個(gè)1792229 30A 卡扣端子塊作為電機(jī)輸出。

每個(gè)VNH 驅(qū)動(dòng)器都有一個(gè) 30A 輸入保險(xiǎn)絲和一個(gè) 15A 保險(xiǎn)絲。驅(qū)動(dòng)器的保險(xiǎn)絲在驅(qū)動(dòng)器之前，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器可以提供30A，保險(xiǎn)絲應(yīng)該在驅(qū)動(dòng)器過載之前熔斷。

這樣可以確保在保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)雙方都被切斷，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器根本沒有電。另一種選擇是融合 H 橋驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)輸出，但這可能會(huì)使一側(cè)在短路后仍然發(fā)熱。

五、大功率PCB設(shè)計(jì)技巧

1、考慮安全

與任何電路一樣，大電流電路的主要關(guān)注點(diǎn)是確保其安全運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)如此高功率負(fù)載的電路板存在一些獨(dú)特的潛在問題，主要需要注意的還是熱量。無論你如何設(shè)計(jì)和布置電路板，都會(huì)產(chǎn)生比標(biāo)準(zhǔn)電路板更多的熱量。

制造外殼時(shí)必須始終考慮這一點(diǎn)，并應(yīng)使用外部通風(fēng)口/風(fēng)扇。對所有驅(qū)動(dòng)超過幾 A 的設(shè)計(jì)所做的事情是在 PCB 上安裝一個(gè)專用的溫度傳感器。這是一個(gè)很棒的基于固件的故障保護(hù)。憑借監(jiān)控溫度的能力，你應(yīng)該始終能夠?qū)θ魏芜^熱情況做出反應(yīng)。為了減少電路板本身產(chǎn)生的熱量，最好選擇低電阻的元件。

下一個(gè)潛在的安全隱患是關(guān)于短路的。由于該板設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)大功率設(shè)備，當(dāng)短路時(shí)，它將能夠提供相當(dāng)大的電流。在設(shè)計(jì)階段考慮這種可能性至關(guān)重要。處理短路的最簡單方法是在離開電路板的所有 輸出上安裝一個(gè)保險(xiǎn)絲，以及一個(gè)輸入保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)始終小于所使用的電線可以處理的電流。它們的額定電流也應(yīng)小于/等于電路板走線/澆注設(shè)計(jì)的電流量。使用內(nèi)置短路預(yù)防功能的驅(qū)動(dòng)器也是一個(gè)好主意。

2、PCB電源設(shè)計(jì)

電源路徑的建立是大功率 PCB 電路最重要的規(guī)則，這對于確定應(yīng)該流經(jīng)電路的功率的位置和數(shù)量至關(guān)重要，還需要 IC 的位置和電路板所需的散熱量。

有許多因素會(huì)影響指定設(shè)計(jì)的布局：

首先要考慮的應(yīng)該是流經(jīng)電路的電量

同樣重要的是設(shè)備和電路板設(shè)計(jì)的環(huán)境溫度

還應(yīng)該考慮設(shè)備甚至電路板周圍的預(yù)期氣流量

另一個(gè)考慮因素是將使用的電路板材料

最后一個(gè)同樣重要的因素是打算使用的電路板的 IC 密度

3、PCB 設(shè)計(jì)布局

電路板布局應(yīng)從 PCB 開發(fā)的早期階段開始考慮，適用于任何大功率 PCB 的一個(gè)重要規(guī)則是確定電源所遵循的路徑。流經(jīng)電路的功率的位置和數(shù)量是評估 PCB 需要消散的熱量的重要因素。影響印刷電路板布局的主要因素包括：

流經(jīng)電路的功率電平；

電路板工作的環(huán)境溫度；

影響電路板的氣流量；

用于制造 PCB 的材料；

填充電路板的組件的密度。

但通常喜歡將這樣的電路板分成低功率和高功率部分。這可確保所有高功率走線盡可能靠近電源和輸出。該板將是 2 層，具有 2 盎司銅。

在做大電流 PCB 時(shí)學(xué)到的東西，就是做一個(gè)粗略的初始布局，在所有東西上都有 8 百萬條跡線，以確保以優(yōu)化的方式放置組件。這對這個(gè)例子有很大幫助，因?yàn)樗@示了高電流路徑的確切位置，以及如何最好地定位H橋驅(qū)動(dòng)器。

具有 8 mil 走線的粗略電路板布局

上圖顯示了所有組件的初始布局，以及 8 mil 的走線，用于指定所有最終走線的路徑。電源將從底部端子進(jìn)入，進(jìn)入輸入保險(xiǎn)絲，分支到H 橋驅(qū)動(dòng)器，低電流電源將通過電路板的中心上升到 5V 穩(wěn)壓器。

對于 H 橋驅(qū)動(dòng)器，電源將通過底層的大型電解電容器進(jìn)入它們，通過許多縫合過孔連接頂層和焊盤。

PCB大功率設(shè)計(jì)

4、元器件選擇

大電流設(shè)計(jì)和電源系統(tǒng)通常從組件中獲得大部分可靠性。聽起來很明顯，請確保在選擇過程中考慮到組件的安全裕度。一般來說，最好從查看兩個(gè)規(guī)范開始：

額定電流，特別是 MOSFET 和電感元件

熱阻值

（如果有）可以使用估計(jì)或設(shè)計(jì)的工作電流來確定功耗，或使用上述第一個(gè)規(guī)范來獲得最壞情況下的值。這兩者都將有助于熱管理，這需要使用熱阻值來估計(jì)溫度。對于某些組件，可以確定是否需要散熱器來確?？煽啃?。

對大電流電路板很重要的其他組件（例如連接器）可能具有非常高的額定值，并且在電力系統(tǒng)中很有用。下面顯示了可以處理非常高電流的兩個(gè)機(jī)械螺釘端子連接器示例。

連接器

5、合適的銅重量

走線中使用的銅電阻會(huì)產(chǎn)生一些直流功率損耗，這些損耗會(huì)以熱量的形式消散。對于電流非常大的設(shè)計(jì)，這變得非常重要，尤其是在元件密度很高的情況下。

防止大電流 PCB 中直流損耗的唯一方法是使用具有較大橫截面積的銅。這意味著，要么需要較重的銅，要么需要更寬的走線以保持焦耳熱和功率損耗足夠低。

使用 PCB 走線寬度與電流表來確定防止過度溫升所需的銅重量和/或走線寬度。

6、接地

PCB大功率系統(tǒng)能需要使用同一種安全故障措施。通過適當(dāng)?shù)慕拥夭呗钥梢詫?shí)現(xiàn)一定程度的安全性和 EMI。通常，不應(yīng)分開接地，但涉及高電流和/或高電壓的電力系統(tǒng)是一個(gè)例外。接地需要在輸入交流、非穩(wěn)壓直流和穩(wěn)壓直流部分之間分開。

一個(gè)很好的起點(diǎn)是你可以在交流系統(tǒng)或隔離電源中找到的接地策略。通常，對于大電流電源系統(tǒng)，你將采用 3 線直流布置（PWR、COM、GND），其中 GND 連接實(shí)際上是接地連接。你的電路板可能使用隔離策略，其中輸出側(cè)與 GND 斷開，而輸入側(cè)接地以確保發(fā)生故障時(shí)的安全。

7、元器件放置

首先確定大功率元件在 PCB 上的位置至關(guān)重要，例如電壓轉(zhuǎn)換器或功率晶體管，它們負(fù)責(zé)產(chǎn)生大量熱量。

大功率組件不應(yīng)安裝在電路板邊緣附近，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致熱量積聚和溫度顯著升高。高度集成的數(shù)字組件，如微控制器、處理器和 FPGA，應(yīng)位于 PCB 的中心，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路板的均勻熱擴(kuò)散，從而降低溫度。在任何情況下，功率元件決不能集中在同一區(qū)域，以免形成熱點(diǎn)；相反，線性排列是優(yōu)選的。下圖顯示了電子電路的熱分析，熱集中度最高的區(qū)域以紅色突出顯示。

PCB大功率設(shè)計(jì)熱分析

布局應(yīng)從功率器件開始，其走線應(yīng)盡可能短且足夠?qū)?，以消除噪聲產(chǎn)生和不必要的接地回路。一般來說，以下規(guī)則適用：

PCB 元器件放置

識別和減少電流回路，特別是高電流路徑。

最大限度地減少組件之間的電阻電壓降和其他寄生現(xiàn)象。

將大功率電路遠(yuǎn)離敏感電路。

采取良好的接地措施。

除了上述布局考慮之外，還必須避免將板上不同的電源組件混為一談。為使電路板實(shí)現(xiàn)熱平衡，請確保將這些熱量元件均勻分布在整個(gè)電路板上。

這也將有效地保護(hù)電路板不翹曲。因此，你可以確保減少電路板上的熱量并保護(hù)敏感電路。信號在運(yùn)行過程中也將受到同等保護(hù)。

8、IC 和元件安裝

每當(dāng)電路中有功率流時(shí)，很明顯所有組件都會(huì)產(chǎn)生熱量。當(dāng)無源元件和 IC 產(chǎn)生熱量時(shí)，熱量很可能會(huì)消散。這些熱量散發(fā)到設(shè)備周圍較冷的環(huán)境空氣中。

IC元件貼裝

這種耗散是通過器件的引線框架或通過封裝實(shí)現(xiàn)的。因此，大多數(shù) IC 封裝的設(shè)計(jì)都不會(huì)為外部散熱片留出太多空間。

此外，這需要一種可以從設(shè)備中提取熱量的方法。外露焊盤就是這樣一種方法。為了使熱性能達(dá)到最佳，請?jiān)诜庋b內(nèi)使用裸片。

這個(gè)模具應(yīng)該有一個(gè)直接連接到它的EP。然后可以將這些 IC 正確安裝在板上。這樣一來，從封裝到電路板的熱傳遞將得到優(yōu)化。

9、散熱片

使用熱量的目的是防止在焊接時(shí)熱芯吸到周圍的銅澆注中。對于很多大功率 PCB 設(shè)計(jì)，一般都使用大功率鐵在內(nèi)部手工焊接。即使在 2Oz 銅上，它也可以快速處理實(shí)心焊盤。我傾向于在所有非電源網(wǎng)絡(luò)上使用散熱，并在電源網(wǎng)絡(luò)上使用牢固的連接。

顯示熱釋放的填充平面

上圖顯示了放置散熱片的位置。主輸入電源、保險(xiǎn)絲和輸出不使用熱量，其他所有網(wǎng)絡(luò)都使用熱量。這種技術(shù)在多種設(shè)計(jì)中都非常有效，生產(chǎn)了數(shù)百塊電路板，很少遇到過焊接部件松動(dòng)的問題或與冷焊點(diǎn)相關(guān)的任何其他問題。

10、走線厚度和寬度

在設(shè)計(jì)任何電路板時(shí)，你需要了解最小走線寬度。這在處理高功率 PCB 時(shí)變得至關(guān)重要。

原則上，軌道越長，其阻力越大，散熱量越大。由于目標(biāo)是最小化功率損耗，為了確保電路的高可靠性和耐用性，建議使傳導(dǎo)高電流的走線盡可能短。要正確計(jì)算軌道的寬度，知道可以通過它的最大電流，設(shè)計(jì)人員可以依靠 IPC-2221 標(biāo)準(zhǔn)中包含的公式，或使用在線計(jì)算器。

至于走線厚度，標(biāo)準(zhǔn) PCB的內(nèi)層典型值約為 17.5 μm (1/2 oz/ft 2 )，外層和接地層約為 35 μm (1 oz/ft 2 ) .大功率 PCB 通常使用較厚的銅來減少相同電流的走線寬度。這減少了 PCB 上走線占用的空間。

較厚的銅厚度范圍為 35 至 105 μm（1 至 3 oz/ft 2），通常用于大于 10 A 的電流。較厚的銅不可避免地會(huì)產(chǎn)生額外的成本，但有助于節(jié)省卡上的空間，因?yàn)檎扯雀?，所需的軌道寬度要小得多?/p>

走線厚度和寬度

11、阻焊層

另一種允許走線承載大量電流的技術(shù)是從 PCB 上去除阻焊層。這暴露了下面的銅材料，然后可以補(bǔ)充額外的焊料以增加銅的厚度并降低 PCB 載流組件的整體電阻。雖然它可能被認(rèn)為是一種解決方法而不是設(shè)計(jì)規(guī)則，但這種技術(shù)允許 PCB 走線承受更大的功率，而無需增加走線寬度。

12、去耦電容

當(dāng)一個(gè)電源軌在多個(gè)電路板組件之間分配和共享時(shí)，有源組件可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)現(xiàn)象，例如接地反彈和振鈴。這會(huì)導(dǎo)致靠近組件電源引腳的電壓降。

為了克服這個(gè)問題，去耦電容使用：電容的一個(gè)端子必須盡可能靠近接收電源的組件的引腳，而另一端子必須直接連接到低阻抗接地層。目標(biāo)是降低電源軌和地之間的阻抗。去耦電容充當(dāng)輔助電源，在每個(gè)瞬態(tài)（電壓紋波或噪聲）期間為組件提供所需的電流。

選擇去耦電容時(shí)需要考慮幾個(gè)方面。這些因素包括選擇正確的電容值、介電材料、幾何形狀以及電容相對于電子元件的位置，去耦電容的典型值為 0.1μF 陶瓷電容。

13、加倍圖層

在很多大功率電路中使用過的一種技術(shù)是沒有經(jīng)常使用的，它是雙層銅澆注并將它們與通孔縫合在一起，這種雙層允許兩倍數(shù)量的銅在同一區(qū)域內(nèi)。對于這塊板，將主電源輸入上的銅從終端加倍到輸入保險(xiǎn)絲。下圖顯示了這一點(diǎn)。

當(dāng)你使用此技術(shù)時(shí)，創(chuàng)建電流回路的機(jī)會(huì)增加，因?yàn)橛幸粋€(gè)沒有返回電流可以流過的部分。我不相信在網(wǎng)絡(luò)上使用從輸入保險(xiǎn)絲到 F3/F4 的兩層，因?yàn)檫@是大量返回電流流過的地方。

主電源輸入的雙倍層特寫

這種澆注的最小寬度為 460 密耳，但由于它位于頂層和底層，實(shí)際寬度是其兩倍，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的電壓降小得多。電壓降越小，產(chǎn)生的熱量就越少。

14、覆銅

無論設(shè)計(jì)哪種類型的電路板，通常會(huì)嘗試為所有電源網(wǎng)絡(luò)使用銅澆注。在處理專用的大電流設(shè)計(jì)時(shí)，所有承載高功率的網(wǎng)絡(luò)都應(yīng)該是一個(gè)傾倒的。覆銅可以顯著增加可以安裝在板上的銅的寬度。

在所有高電流網(wǎng)絡(luò)上使用覆銅的布局

上圖顯示了電路板的高電流部分，在所有大電流網(wǎng)絡(luò)上都使用了銅澆注。通過澆注而不是痕跡，能夠大量增加銅的數(shù)量。用來幫助設(shè)計(jì)更快一點(diǎn)的技巧是使用 20mil 的網(wǎng)格并使用它來確保所有的傾倒都以 45 度角進(jìn)行對稱。

六、大功率PCB設(shè)計(jì)步驟

1、準(zhǔn)備基材

在制造過程開始之前，必須徹底清潔層壓板。由于大功率 PCB 設(shè)計(jì)中使用的銅線圈通常具有抗銹蝕特性，因此這種預(yù)清潔是必不可少的，這些通常由供應(yīng)商完成以提供抗氧化保護(hù)。

2、電路模式的生成

在設(shè)計(jì)高功率 PCB 時(shí)，將使用兩種主要技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這些技術(shù)包括：

絲網(wǎng)印刷——這是最優(yōu)選的方法，因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生所需的電路圖案。這可以歸因于它能夠準(zhǔn)確地沉積在層壓板的表面上。

照片成像——這是設(shè)計(jì)高功率 PCB 中使用的最古老的技術(shù)。但是，它仍然是在層壓板上描繪電路跡線的常用方法。

這種技術(shù)有助于確保由預(yù)期電路組成的干光刻膠膜放置在層壓板上。所得材料暴露于紫外線下。因此，光掩模上的圖案被轉(zhuǎn)移到層壓板上。薄膜以化學(xué)方式從層壓材料中去除。這使層壓板具有預(yù)期的電路圖案。

3、蝕刻電路圖案

在設(shè)計(jì)高功率 PCB 時(shí)，這通常是通過將層壓板浸入蝕刻槽中來實(shí)現(xiàn)的?；蛘撸鼈兛梢允褂眠m當(dāng)?shù)奈g刻劑溶液進(jìn)行噴涂。為了獲得所需的結(jié)果，同時(shí)對兩側(cè)進(jìn)行蝕刻。

4、鉆孔過程

蝕刻后，下一步是鉆孔。在這一步中，鉆孔、焊盤和通孔被鉆孔。要鉆出精確的孔，你必須確保鉆孔工具是高速的，在創(chuàng)建超小孔時(shí)使用激光鉆孔方法。

5、通孔電鍍

在設(shè)計(jì)大功率 PCB 時(shí)，這是一個(gè)必須非常小心和精確地處理的步驟。在鉆出所需的孔后，將銅沉積在其中。

與其他電路板不同，這是大量完成并做得更厚。然后對它們進(jìn)行化學(xué)鍍層。結(jié)果是跨層形成電互連。

6、覆蓋層或覆蓋涂層的應(yīng)用

在大功率設(shè)計(jì)中保護(hù)電路板的兩面是必不可少的。這可以通過應(yīng)用覆蓋層來實(shí)現(xiàn)。

這一點(diǎn)的重要性在于提供對惡劣環(huán)境的保護(hù)。這對于高功率 PCB 至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)受到溫度波動(dòng)的影響。這種覆蓋層還可以防止刺激性化學(xué)品和溶劑。

用粘合劑支撐的聚酰亞胺薄膜是最常用的覆蓋層材料，絲網(wǎng)印刷可以將覆蓋層壓印在表面上。

使用紫外線照射，實(shí)現(xiàn)固化。在覆蓋層的層壓過程中施加受控的熱量和壓力。覆蓋層材料和覆蓋層之間存在顯著差異。覆蓋層是一種層壓薄膜，而覆蓋層是指可以直接應(yīng)用于基材表面的材料。

有許多因素決定了覆蓋物的類型。它們包括制造過程中使用的方法、使用的材料和應(yīng)用領(lǐng)域。這兩種涂層對于增強(qiáng)整個(gè)組件的電氣完整性都是必不可少的。

7、電氣測試和驗(yàn)證

電路板經(jīng)過了一系列電氣測試，仔細(xì)檢查性能等因素。你還需要使用設(shè)計(jì)規(guī)范作為閾值來評估質(zhì)量。

七、大功率PCB加工

以下這些是比較基礎(chǔ)的步驟：

打印內(nèi)層

對齊圖層

鉆孔

鍍銅

外層成像

鍍銅和鍍錫

最終蝕刻

應(yīng)用阻焊層

應(yīng)用表面光潔度

應(yīng)用絲印

砧板

1、重銅電路結(jié)構(gòu)

在大功率PCB設(shè)計(jì)中，使用了厚銅電路。這通常需要特殊的蝕刻技術(shù)。

一站式大功率PCB設(shè)計(jì)

這里用于編織的技術(shù)也與用于其他 PCB 的技術(shù)完全不同，使用高速電鍍和差分蝕刻。

當(dāng)電鍍厚銅電路時(shí)，可以繼續(xù)增加電路板的厚度。還可以將厚銅與單板上的標(biāo)準(zhǔn)功能混合使用。這也稱為電源鏈路。這將轉(zhuǎn)化為許多優(yōu)勢，包括減少的層數(shù)。電力也將得到有效分配。

這也將允許在板上合并高電流電路和控制電路。此外也提供了一個(gè)簡單的電路板結(jié)構(gòu)。

2、載流量和溫升

估計(jì)走線可以輕松承載的最大電流。這可以通過找出一種可以估計(jì)熱量上升的方法來確定。這與您應(yīng)用的電流有關(guān)。

最理想的情況是達(dá)到穩(wěn)定的工作溫度，在這種情況下，加熱速率等于冷卻速率。當(dāng)您=你的電路可以承受高達(dá) 100°C 的溫度時(shí)，你就可以開始使用了。

3、電路板強(qiáng)度和生存能力

你可以從多種介電材料中進(jìn)行選擇。其中包括工作溫度高達(dá) 130°C 的 FR4。另一種介電材料是高溫聚酰亞胺，它可以在高達(dá) 250°C 的溫度下工作。

更高的溫度需要使用特殊材料，以使它們能夠在極端條件下生存。有幾種方法可用于測試和確定成品的熱完整性。其中一種方法是使用熱循環(huán)測試。有助于在進(jìn)行 空對空熱循環(huán)時(shí)檢查電路的電阻。從 25°C 到 260°C 檢查此循環(huán)。

增加的電阻會(huì)通過銅電路中的裂縫導(dǎo)致電氣完整性的破壞。對于此測試，請確保使用由 32 個(gè)電鍍通孔組成的鏈。這是因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是電路中最薄弱的點(diǎn)，尤其是當(dāng)它們受到熱應(yīng)力時(shí)。

厚銅電路通常會(huì)減少或消除這些電路板固有的故障。這是因?yàn)殂~電路在由于熱循環(huán)而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力階段會(huì)變得不可滲透。

4、熱管理

熱量通常在電子設(shè)備運(yùn)行期間產(chǎn)生，必須從源頭消散并輻射到外部環(huán)境。如果不這樣做，則組件可能會(huì)過熱，從而導(dǎo)致故障。

重銅有助于減少熱量。它將熱量從組件中傳導(dǎo)出去，從而大大降低了故障率。使用散熱器以實(shí)現(xiàn)熱源的適當(dāng)散熱。散熱器將同樣地將熱量從產(chǎn)生熱量的來源散發(fā)出去。這是通過向環(huán)境傳導(dǎo)和散發(fā)熱量來完成的。

用銅通孔與電路板一側(cè)的裸銅區(qū)域進(jìn)行連接。經(jīng)典的散熱器可以粘合到銅的基面上。這是通過導(dǎo)熱粘合劑實(shí)現(xiàn)的。在其他情況下，它們是鉚接或螺栓連接的。

這些散熱器通常由銅或鋁制成，制造高功率 PCB 時(shí)會(huì)創(chuàng)建內(nèi)置散熱器。這不需要額外的組裝。銅電路技術(shù)允許在電路板表面的任何部分添加厚銅散熱器。