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One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
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One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
Jinhua Technology (Shenzhen) Co., Ltd. a été créée en 2009 et a mis à jour son équipement de production et remplacé un bâtiment d'usine plus grand en 2020. En entrant sur le marché avec un nouveau look, notre société se concentre sur des services à guichet unique pour les produits semi-finis. tels que les cartes de circuits imprimés, l'approvisionnement en composants, le traitement des puces SMT et les plug-ins DIP. Positionné comme un « fournisseur de services à guichet unique par lots multi-variétés professionnel et rapide ». La société est équipée d'équipements importés de haute précision, d'une machine d'impression GKG-GSE, d'un équipement d'inspection SPI, d'un premier testeur FAI, d'une machine de placement multifonction automatique, de soudure par refusion, d'équipement AOI, de soudure à la vague, etc. Les produits ont passé la certification de sécurité UL, Certification du système de gestion environnementale ISO14001, certification du système de gestion de la qualité ISO9001-2000 et mise en œuvre stricte de la norme du système de qualité IATF 16949. Nous adhérons toujours à la valeur d'entreprise de « qualité professionnelle, intégrité et innovation » et continuons d'aller de l'avant, d'être réalistes, innovants et d'opérer avec intégrité. Travaillez dur pour réaliser la vision de « devenir un fournisseur de services de pointe dans l’industrie SMT ». Être une entreprise ayant le sens de la responsabilité sociale envers ses clients, ses employés et ses fournisseurs.
Précautions relatives au PCBA automobile
Selon JH PCBA, au niveau des PCB, quelques-uns des défis nécessitant des solutions innovantes sont la miniaturisation, la faible inductance, la gestion thermique et la gestion des courants élevés. Les fabricants de PCB répondent aux exigences ci-dessus grâce à des technologies plus récentes telles que l'intégration de puces. Ils intègrent de fines puces nues de semi-conducteurs de puissance dans les couches du PCB. Il s'agit d'une alternative puissante, remplaçant rapidement les modules électroniques de puissance conventionnels.
L'industrie automobile est soumise à une énorme pression législative pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de CO2. Par conséquent, ils proposent de nouvelles solutions via des entraînements hybrides et électriques pour les applications automobiles électrisantes. En raison des demandes de puissance élevées, il est de plus en plus difficile de gérer des courants élevés et de gérer thermiquement les pertes de puissance dissipatives.
À l’intérieur du véhicule, des semi-conducteurs de puissance convertissent l’énergie des batteries. Pour cela, les fabricants utilisent des modules de puissance fabriqués à partir de matériaux de substrat utilisant de la céramique ou un PCB. Le substrat permet de gérer des courants élevés, de gérer la dissipation thermique et permet des opérations à des fréquences de commutation élevées. C’est la manière optimale dont il prend en charge la conversion électrique de l’énergie.
L'avantage en termes de coût des PCB par rapport à la céramique a conduit les premiers à prendre une part croissante dans les applications de conversion d'énergie dans les véhicules électriques. L'utilisation de substrats céramiques dans les étages de puissance nécessite presque toujours une carte de commande supplémentaire, avec les dispositifs d'interconnexion associés tels que des câbles, des connecteurs et des fiches. D'autre part, en utilisant des PCB, il est possible de combiner l'étage de puissance et la carte de contrôle dans un seul substrat. Pour les substrats d’électronique de puissance dans l’industrie automobile, la technologie PCB évolue dans plusieurs directions :
PCB en cuivre lourd
L'industrie automobile utilise depuis un certain temps des PCB en cuivre lourd, principalement dans les boîtes à relais et à fusibles. Avec l’augmentation de la puissance électrique dans de nombreuses applications, cette technologie connaît un renouveau. L'utilisation de lourdes couches de cuivre comme lignes électriques présente l'avantage supplémentaire de réduire l'inductance parasite, car il est possible d'empiler les conducteurs les uns sur les autres dans des cartes multicouches. Les fabricants de PCB réalisent souvent jusqu'à quatre couches avec 12 onces de cuivre dans les couches internes, ce qui conduit à une capacité de charge potentielle de plus de 1 000 A. Bien que les couches internes aient une épaisseur de 400 µm, les fabricants doivent maintenir le cuivre lourd dans les couches externes en dessous de 150 A. µm. Dans le cas contraire, des efforts supplémentaires sont nécessaires pour que le processus de masque de soudure fournisse une isolation électrique adéquate.
Carte Combinée Power
La technologie du cuivre lourd présente un inconvénient. Il n'est pas possible de graver des structures à pas fin avec du cuivre lourd. Par conséquent, dans la plupart des systèmes électroniques de puissance, il est habituel d'avoir une carte de commande séparée utilisant une épaisseur de cuivre régulière pour l'assemblage avec une technologie de montage en surface, et un étage de puissance avec une conception en cuivre épais. Cela nécessite un espace d'installation avec une surface adéquate pour accueillir les deux cartes, y compris les connecteurs les interconnectant.
Les fabricants de PCB ont développé la carte combinée de puissance pour répondre aux exigences des deux dans une seule structure. Ils installent du cuivre lourd dans les couches internes parallèlement à la construction en cuivre standard. Une couche externe commune utilisant une épaisseur de cuivre compatible SMT sert à assurer la connexion électrique de l'ensemble de la carte.
Cependant, la couche isolante située entre les lourdes couches de cuivre agit comme une barrière pour un transfert de chaleur optimal dans l'axe z. Étant donné que la technologie des PCB en cuivre lourd est utile pour gérer des courants élevés, une bonne dissipation thermique nécessite d'autres technologies telles que des substrats métalliques isolés et la technologie d'incrustation.
Substrat métallique isolé
Constitué principalement d'un dissipateur thermique métallique, un substrat métallique isolé comporte une fine couche isolante séparant l'unique couche de cuivre située sur le dessus du dissipateur thermique métallique. Cette construction est très utile pour les conceptions simples hébergeant de nombreux composants générateurs de chaleur. Cependant, pour des conceptions plus complexes, un routage à une seule couche peut ne pas être adéquat et plusieurs couches peuvent être nécessaires.
La plupart des conceptions de substrats métalliques isolés utilisent l’aluminium comme dissipateur thermique. Cela réduit le poids, mais introduit un CTE élevé, diminuant ainsi la fiabilité de la conception. Pour améliorer la fiabilité, les concepteurs utilisent le cuivre comme matériau du dissipateur thermique. Cela contribue également à améliorer la capacité thermique de la planche.
Technologie d'incrustation
La chaleur doit voyager d'un composant chaud au dissipateur thermique de la manière la plus courte possible, car cela minimise la résistance thermique. Dans la plupart des cas, la chaleur se déplace sur l'axe z, en commençant par le composant chaud situé sur la face supérieure assemblée du PCB, en passant par la carte avant d'atteindre le dissipateur thermique au bas de la carte.
Plutôt que de réparer un dissipateur thermique, les fabricants de PCB laminent désormais une massive incrustation de cuivre à l'intérieur du PCB. Cela réduit considérablement la résistance thermique. Outre l'utilisation de l'inlay comme dissipateur pour dissiper la chaleur, il est également possible d'utiliser l'inlay pour transporter des courants élevés, car sa résistance ohmique est faible.
Technologie d'intégration de puces
Cependant, les technologies conventionnelles rencontrent des limites lorsqu’elles sont installées dans des espaces restreints et confinés, notamment lorsque la densité de puissance est élevée. Pour gagner de la place, les fabricants de PCB exigent la miniaturisation, et ils y parviennent en installant certains composants à l'intérieur de la carte, plutôt que de les monter sur sa surface extérieure.
Pour améliorer la dissipation thermique d'un composant chaud à l'intérieur du PCB vers le dissipateur thermique, les fabricants doivent utiliser un semi-conducteur de puissance avec une grille de connexion. Celui-ci agit comme un dissipateur de chaleur, réduisant considérablement la résistance thermique. Une épaisse couche de cuivre sur le dessus permet de connecter les contacts à l'aide de micro vias remplis de cuivre à la place des fils de liaison utilisés par les modules d'alimentation conventionnels. Cette technologie contribue non seulement à la dissipation de la chaleur, mais améliore également de nombreux paramètres électriques tels que :
Résistance à l’état :
L'intégration de puces élimine pratiquement les fils de liaison et la résistance du boîtier associée. Cependant, la valeur exacte de la résistance à l'état passant dépend de la génération de la technologie des semi-conducteurs, de sa classe de tension et du type de boîtier.
Résistance thermique:
La grille de connexion offre une excellente répartition de la chaleur, améliorant ainsi considérablement la résistance thermique du système. De plus, la capacité thermique de la grille de connexion améliore également la robustesse du dispositif et son impédance thermique.
Performances de commutation :
Le dessus de la puce présente une connexion presque plate avec les vias, permettant ainsi d'obtenir une valeur d'inductance parasite très faible. Cela conduit également à des distances très courtes entre le semi-conducteur de puissance et les condensateurs du circuit intermédiaire. L’effet net de ce qui précède permet une commutation plus rapide avec des pertes nettement inférieures. Cela est particulièrement vrai pour les technologies modernes à commutation rapide utilisant des semi-conducteurs SiC et GaN.
Miniaturisation :
Les applications actuelles et futures nécessitent souvent une réduction du facteur de forme tout en nécessitant des fonctionnalités supplémentaires. L'intégration de puces permet d'économiser un espace précieux au niveau du PCB.
Fiabilité supérieure :
Le remplacement de la céramique ou des fils de liaison contribue à améliorer considérablement la fiabilité du système. Par exemple, des tests de cyclage sous tension avec une différence de température de 120 K sur des cartes utilisant une technologie embarquée ont montré qu'elles étaient capables de résister à plus de 700 000 cycles actifs.
Réduction des coûts:
Des économies considérables sont possibles grâce à la technologie intégrée aux puces. Cela vient d'un gain d'espace global, d'une isolation intégrée, de problèmes CEM moindres, de composants passifs plus petits, de composants de puissance nécessitant une surface de puce inférieure, d'un refroidissement optimisé et les économies sur les câbles et les connecteurs.
Utile pour les semi-conducteurs à large bande interdite et haute tension
Les technologies d'intégration de puces pour les PCB améliorent les performances des applications d'électronique de puissance. Cette nouvelle technologie présente une très faible inductance parasite, permettant ainsi une commutation à faibles pertes aux hautes fréquences. Ceci est hautement souhaitable lors de l’utilisation de semi-conducteurs à large bande interdite et pour la prochaine génération de lecteurs automobiles utilisant des dispositifs SiC et GaN.
L'isolation intégrée permet d'assembler les composants Smart Pack directement sur le dissipateur thermique. Selon les besoins, le TIM, ou matériau d'interface thermique, peut être électriquement conducteur ou non conducteur.
La détection de courant à l'aide de shunts est une pratique courante. Les fabricants utilisent des shunts pour mesurer les courants de phase dans les moteurs électriques des véhicules électriques. Les shunts, étant des composants relativement volumineux, sont de bons candidats aux efforts de miniaturisation. L'intégration d'un shunt en tant que composant Smart Pack améliore considérablement sa dissipation thermique. Cela augmente la possibilité d'utiliser des shunts pour mesurer des courants allant jusqu'à 300 A. Pour améliorer la fiabilité, les fabricants remplacent les joints de soudure du shunt et du circuit imprimé par des micro-vias.
Conclusion
Selon PCB Trace Technologies Inc, les nouvelles technologies PCB soutiennent les véhicules électriques de plusieurs manières. Non seulement ils minimisent les facteurs de forme, mais ils augmentent les performances et la fiabilité du système en réduisant les coûts au niveau du système. L'intégration d'un dispositif électronique de puissance dans le PCB contribue à remplacer le module de puissance conventionnel, à améliorer considérablement les performances du système et sa fiabilité. Ceci est utile non seulement pour les applications basse tension, mais également pour l'utilisation de courant élevé, ainsi que pour les applications haute tension avec des dispositifs à large bande interdite.
JH PCBA, one-stop Chinese PCB&PCBA
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