One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
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One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
Jinhua Technology (Shenzhen) Co., Ltd. è stata fondata nel 2009 e ha aggiornato le sue attrezzature di produzione e ha sostituito uno stabilimento più grande nel 2020. Affrontando il mercato con un nuovo look, la nostra azienda si concentra su servizi one-stop per prodotti semilavorati quali circuiti stampati, approvvigionamento di componenti, elaborazione di chip SMT e plug-in DIP. Posizionato come "fornitore di servizi one-stop per lotti multivarietà professionale e veloce". L'azienda è dotata di apparecchiature importate di alta precisione, macchina da stampa GKG-GSE, apparecchiature di ispezione SPI, primo tester FAI, macchina di posizionamento multifunzione automatica, saldatura a riflusso, apparecchiature AOI, saldatura ad onda, ecc. I prodotti hanno superato la certificazione di sicurezza UL, Certificazione del sistema di gestione ambientale ISO14001, certificazione del sistema di gestione della qualità ISO9001-2000 e implementazione rigorosa dello standard del sistema di qualità IATF 16949. Aderiamo sempre al valore aziendale di "qualità professionale, integrità e innovazione" e continuiamo ad andare avanti, essere realistici, innovativi e operare con integrità. Lavorare duro per raggiungere l'obiettivo di "diventare un fornitore di servizi all'avanguardia nel settore SMT". Essere un’azienda con un senso di responsabilità sociale nei confronti di clienti, dipendenti e fornitori.
Precauzioni PCBA automobilistiche
Secondo JH PCBA, a livello PCB, alcune delle sfide che richiedono soluzioni innovative sono la miniaturizzazione, la bassa induttanza, la gestione termica e la gestione di correnti elevate. I produttori di PCB stanno soddisfacendo i requisiti di cui sopra attraverso tecnologie più recenti come l'incorporamento di chip. Incorporano sottili die nudi di semiconduttori di potenza all'interno degli strati PCB. Si tratta di una potente alternativa, che sostituisce rapidamente i moduli elettronici di potenza convenzionali.
L’industria automobilistica è sottoposta a un’enorme pressione legislativa per raggiungere gli obiettivi di riduzione della CO2. Pertanto, stanno offrendo nuove soluzioni tramite azionamenti ibridi ed elettrici per elettrizzare le applicazioni automobilistiche. A causa delle elevate richieste di potenza, è sempre più difficile gestire correnti elevate e gestire termicamente le perdite di potenza dissipativa.
All'interno del veicolo, i semiconduttori di potenza convertono l'energia delle batterie. Per questo, i produttori utilizzano moduli di potenza realizzati con materiali di substrato utilizzando ceramica o PCB. Il substrato aiuta a gestire correnti elevate, gestire la dissipazione del calore e consente operazioni a frequenze di commutazione elevate. Questo è il modo ottimale in cui supporta la conversione elettrica dell'energia.
Il vantaggio in termini di costi dei PCB rispetto ai ceramici ha portato i primi a raggiungere una quota crescente nelle applicazioni di conversione di potenza nei veicoli elettrici. L'utilizzo di substrati ceramici negli stadi di potenza richiede quasi sempre una scheda di controllo aggiuntiva, con i relativi dispositivi di interconnessione come cavi, connettori e spine. Utilizzando invece i PCB è possibile combinare lo stadio di potenza e la scheda di controllo in un unico substrato. Per i substrati dell'elettronica di potenza nell'industria automobilistica, la tecnologia PCB sta avanzando in varie direzioni:
PCB in rame pesante
L'industria automobilistica utilizza da tempo PCB pesanti in rame, principalmente nelle scatole dei relè e dei fusibili. Con l’aumento della potenza elettrica in molte applicazioni, questa tecnologia sta vivendo una rinascita. L'utilizzo di strati di rame pesanti come linee elettriche ha l'ulteriore vantaggio di ridurre l'induttanza parassita, poiché è possibile impilare i conduttori uno sopra l'altro in pannelli multistrato. I produttori di PCB spesso realizzano fino a quattro strati con 12 once di rame negli strati interni, portando a una potenziale capacità di carico di oltre 1000 A. Mentre gli strati interni hanno uno spessore di 400 µm, i produttori devono mantenere il rame pesante negli strati esterni al di sotto di 150 µm. µm. In caso contrario, sono necessari ulteriori sforzi affinché il processo della maschera di saldatura fornisca un isolamento elettrico adeguato.
Scheda combinata di potenza
La tecnologia del rame pesante presenta uno svantaggio. Non è possibile incidere strutture a passo fine insieme al rame pesante. Pertanto, nella maggior parte dei sistemi elettronici di potenza, è consuetudine avere una scheda di controllo separata che utilizza rame di spessore regolare per l'assemblaggio con tecnologia a montaggio superficiale e uno stadio di potenza con un design in rame pesante. Ciò richiede uno spazio di installazione con un'area adeguata per ospitare entrambe le schede, compresi eventuali connettori che le collegano.
I produttori di PCB hanno sviluppato la scheda combinata di potenza per soddisfare i requisiti di entrambi in un'unica struttura. Installano rame pesante negli strati interni insieme alla struttura in rame standard. Uno strato esterno comune che utilizza spessore di rame compatibile SMT serve a fornire la connessione elettrica per l'intera scheda.
Tuttavia, lo strato isolante tra gli strati di rame pesanti funge da barriera per un trasferimento di calore ottimale sull'asse z. Poiché la tecnologia PCB in rame pesante è utile per gestire correnti elevate, una corretta dissipazione del calore richiede altre tecnologie come substrati metallici isolati e tecnologia a intarsio.
Substrato metallico isolato
Costituito principalmente da un dissipatore di calore in metallo, un substrato metallico isolato presenta un sottile strato isolante che separa il singolo strato di rame sulla parte superiore dal dissipatore di calore in metallo. Questa costruzione è molto utile per progetti semplici che ospitano molti componenti che generano calore. Tuttavia, per progetti più complessi, un instradamento a livello singolo potrebbe non essere adeguato e potrebbero essere necessari più di uno strato.
La maggior parte dei modelli di substrati metallici isolati utilizzano l'alluminio come dissipatore di calore. Ciò riduce il peso, ma introduce un CTE elevato, diminuendo così l'affidabilità del progetto. Per migliorare l'affidabilità, i progettisti utilizzano il rame come materiale del dissipatore di calore. Ciò aiuta anche a migliorare la capacità termica della tavola.
Tecnologia dell'intarsio
Il calore deve spostarsi da un componente caldo al dissipatore di calore nel modo più breve possibile, poiché ciò riduce al minimo la resistenza termica. Nella maggior parte dei casi, il calore viaggia lungo l'asse z, a partire dal componente caldo nel lato superiore assemblato del PCB, passando attraverso la scheda prima di raggiungere il dissipatore di calore nella parte inferiore della scheda.
Invece di fissare un dissipatore di calore, i produttori di PCB ora laminano un massiccio inserto in rame all'interno del PCB. Ciò riduce sostanzialmente la resistenza termica. Oltre a utilizzare l'inserto come dissipatore per la dissipazione del calore, è anche possibile utilizzare l'inserto per trasportare correnti elevate, poiché la sua resistenza ohmica è bassa.
Tecnologia di incorporamento dei chip
Tuttavia, le tecnologie convenzionali incontrano limitazioni quando vengono installate in spazi ristretti e confinati, soprattutto quando la densità di potenza è elevata. Per risparmiare spazio, i produttori di PCB richiedono la miniaturizzazione e ottengono questo risultato installando alcuni componenti all'interno della scheda, anziché montarli sulla sua superficie esterna.
Per migliorare la dissipazione del calore da un componente caldo all'interno del PCB al dissipatore di calore, i produttori devono utilizzare un semiconduttore di potenza con telaio conduttore. Questo agisce come un diffusore di calore, riducendo significativamente la resistenza termica. Uno spesso strato di rame nella parte superiore aiuta a collegare i contatti utilizzando micro via riempiti di rame al posto dei cavi di collegamento utilizzati dai moduli di potenza convenzionali. Questa tecnologia non solo aiuta con la dissipazione del calore, ma migliora anche molti parametri elettrici come:
Resistenza allo stato attivo:
L'incorporamento del chip elimina praticamente i fili di collegamento e la resistenza del pacchetto associata. Tuttavia, l'esatto valore della resistenza allo stato attivo dipende dalla generazione della tecnologia dei semiconduttori, dalla sua classe di tensione e dal tipo di contenitore.
Resistenza termica:
Il telaio in piombo garantisce un'eccellente diffusione del calore, migliorando così in modo significativo la resistenza termica del sistema. Inoltre, la capacità termica del lead frame migliora anche la robustezza del dispositivo e la sua impedenza termica.
Prestazioni di commutazione:
La parte superiore del chip ha una connessione quasi piatta con i via, ottenendo così un valore di induttanza parassita molto basso. Ciò porta anche a distanze molto brevi tra il semiconduttore di potenza e i condensatori del circuito intermedio. L'effetto netto di quanto sopra consente una commutazione più rapida con perdite sostanzialmente inferiori. Ciò è particolarmente vero per le moderne tecnologie a commutazione rapida che impiegano semiconduttori SiC e GaN.
Miniaturizzazione:
Le applicazioni presenti e future spesso necessitano di una riduzione del fattore di forma pur richiedendo di fornire funzionalità aggiuntive. L'incorporamento del chip aiuta a risparmiare spazio prezioso a livello di PCB.
Maggiore affidabilità:
La sostituzione della ceramica o dei fili di collegamento aiuta a migliorare sostanzialmente l'affidabilità del sistema. Ad esempio, i test di power cycling con una differenza di temperatura di 120 K su schede che utilizzano tecnologia embedded hanno dimostrato che sono in grado di resistere a più di 700.000 cicli attivi.
Riduzione dei costi:
Notevoli risparmi sui costi sono possibili grazie alla tecnologia integrata nei chip. Ciò deriva dal risparmio di spazio complessivo, isolamento integrato, minori problemi EMC, componenti passivi più piccoli, componenti di alimentazione che richiedono una superficie del chip inferiore, raffreddamento ottimizzato e il risparmio su cavi e connettori.
Utile per semiconduttori ad ampio gap di banda e ad alta tensione
Le tecnologie di incorporamento dei chip per PCB migliorano le prestazioni delle applicazioni elettroniche di potenza. Questa nuova tecnologia ha un'induttanza parassita molto bassa, supportando così la commutazione a bassa perdita alle alte frequenze. Ciò è altamente auspicabile quando si utilizzano semiconduttori ad ampio gap di banda e per la prossima generazione di azionamenti automobilistici che utilizzano dispositivi SiC e GaN.
L'isolamento integrato aiuta ad assemblare i componenti Smart Pack direttamente sul dissipatore di calore. A seconda dei requisiti, il TIM, o materiale dell'interfaccia termica, può essere elettricamente conduttivo o non conduttivo.
Il rilevamento della corrente tramite shunt è una pratica comune. I produttori utilizzano shunt per misurare le correnti di fase nei motori elettrici dei veicoli elettrici. Gli shunt, essendo componenti relativamente grandi, sono buoni candidati per gli sforzi di miniaturizzazione. Incorporando uno shunt come componente Smart Pack si migliora notevolmente la dissipazione del calore. Ciò aumenta la possibilità di utilizzare shunt per misurare correnti fino a 300 A. Per migliorare l'affidabilità, i produttori sostituiscono i giunti di saldatura sullo shunt e sul circuito della scheda con micro-vie.
Conclusione
Secondo PCB Trace Technologies Inc, le nuove tecnologie PCB supportano i veicoli elettrici in molti modi. Non solo riducono al minimo i fattori di forma, ma aumentano le prestazioni e l'affidabilità del sistema riducendo i costi a livello di sistema. L'integrazione di un dispositivo elettronico di potenza all'interno del PCB contribuisce a sostituire il modulo di potenza convenzionale, migliorando significativamente le prestazioni del sistema e la sua affidabilità. Ciò è utile non solo per le applicazioni a bassa tensione, ma anche per l'utilizzo di corrente elevata, nonché per applicazioni ad alta tensione con dispositivi ad ampio gap di banda.
JH PCBA, one-stop Chinese PCB&PCBA
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