One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
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One-stop PCB&PCBA Manufacturer since 2009
foi fundada em 2009 e atualizou seu equipamento de produção e substituiu um prédio de fábrica maior em 2020. Indo para o mercado com um novo visual, nossa empresa se concentra em serviços completos para produtos semiacabados como placas de circuito PCB, aquisição de componentes, processamento de chips SMT e plug-ins DIP. Posicionado como um "provedor de serviços completo, profissional e rápido, de lotes multivariedades". A empresa está equipada com equipamentos importados de alta precisão, máquina de impressão GKG-GSE, equipamento de inspeção SPI, primeiro testador FAI, máquina de colocação multifuncional automática, soldagem por refluxo, equipamento AOI, soldagem por onda, etc. Certificação do sistema de gestão ambiental ISO14001, certificação do sistema de gestão de qualidade ISO9001-2000 e implementação estrita do padrão de sistema de qualidade IATF 16949. Sempre aderimos ao valor corporativo de "qualidade profissional, integridade e inovação" e continuamos avançando, sendo realistas, inovadores e operando com integridade. Trabalhe duro pela visão de "se tornar um provedor de serviços de ponta na indústria SMT". Ser uma empresa com sentido de responsabilidade social para com clientes, colaboradores e fornecedores.
Precauções com PCBA automotivo
De acordo com JH PCBA, no nível do PCB, poucos dos desafios que exigem soluções inovadoras são miniaturização, baixa indutância, gerenciamento térmico e manuseio de alta corrente. Os fabricantes de PCB estão atendendo aos requisitos acima por meio de tecnologias mais recentes, como a incorporação de chips. Eles estão incorporando matrizes finas de semicondutores de potência nas camadas de PCB. Esta é uma alternativa poderosa, substituindo rapidamente os módulos eletrônicos de potência convencionais.
A indústria automóvel está sob enorme pressão legislativa para atingir as metas de redução de CO2. Portanto, eles estão oferecendo novas soluções por meio de acionamentos híbridos e elétricos para aplicações automotivas eletrificadas. Como resultado das altas demandas de energia, há um desafio crescente para lidar com altas correntes e gerenciamento térmico de perdas de energia dissipativa.
Dentro do veículo, os semicondutores de potência convertem a energia das baterias. Para isso, os fabricantes utilizam módulos de potência feitos de materiais de substrato em cerâmica ou PCB. O substrato ajuda a lidar com altas correntes, gerenciar a dissipação de calor e permite operações em altas frequências de comutação. Esta é a forma ideal de apoiar a conversão elétrica de energia.
A vantagem de custo dos PCBs em relação à cerâmica fez com que os primeiros alcançassem uma participação cada vez maior nas aplicações de conversão de energia em veículos elétricos. O uso de substratos cerâmicos em estágios de potência quase sempre requer uma placa de controle adicional, com os dispositivos de interconexão relacionados, como cabos, conectores e plugues. Por outro lado, utilizando PCBs, é possível combinar o estágio de potência e a placa de controle em um único substrato. Para substratos de eletrônica de potência na indústria automotiva, a tecnologia PCB está avançando em várias direções:
PCBs de cobre pesado
A indústria automotiva já utiliza PCBs de cobre pesado há algum tempo, principalmente em caixas de relés e fusíveis. Com o aumento da energia elétrica em muitas aplicações, esta tecnologia está passando por um renascimento. A utilização de pesadas camadas de cobre como linhas de energia tem a vantagem adicional de reduzir a indutância parasita, pois é possível empilhar os condutores uns sobre os outros em placas multicamadas. Os fabricantes de PCB geralmente realizam até quatro camadas com 12 onças de cobre nas camadas internas, levando a uma capacidade de carga potencial de mais de 1.000 A. Embora as camadas internas tenham 400 µm de espessura, os fabricantes devem manter o cobre pesado nas camadas externas abaixo de 150 A. µm. Não fazer isso requer esforços adicionais para que o processo da máscara de solda forneça um isolamento elétrico adequado.
Placa Combinada de Potência
A tecnologia de cobre pesado tem uma desvantagem. Não é possível gravar estruturas finas junto com cobre pesado. Portanto, na maioria dos sistemas eletrônicos de potência, é comum ter uma placa de controle separada usando espessura de cobre regular para montagem com tecnologia de montagem em superfície e um estágio de potência com um design de cobre pesado. Isto requer um espaço de instalação com área adequada para hospedar ambas as placas, incluindo quaisquer conectores que as interconectem.
Os fabricantes de PCB desenvolveram a placa combinada de potência para atender aos requisitos de ambos em uma estrutura. Eles instalam cobre pesado nas camadas internas junto com a construção de cobre padrão. Uma camada externa comum usando espessura de cobre compatível com SMT serve para fornecer a conexão elétrica para toda a placa.
No entanto, a camada isolante entre as pesadas camadas de cobre atua como uma barreira para uma transferência ideal de calor no eixo z. Como a tecnologia de PCB de cobre pesado é útil para gerenciar altas correntes, a dissipação de calor adequada requer outras tecnologias, como substratos metálicos isolados e tecnologia de incrustação.
Substrato metálico isolado
Consistindo principalmente de um dissipador de calor metálico, um substrato metálico isolado possui uma fina camada de isolamento que separa a única camada de cobre na parte superior do dissipador de calor metálico. Esta construção é muito útil para projetos simples que hospedam muitos componentes geradores de calor. Entretanto, para projetos mais complexos, um roteamento de camada única pode não ser adequado e mais de uma camada pode ser necessária.
A maioria dos projetos de substrato metálico isolado usa alumínio como dissipador de calor. Isto reduz o peso, mas introduz um CTE elevado, diminuindo assim a fiabilidade do design. Para melhorar a confiabilidade, os projetistas usam cobre como material de dissipação de calor. Isto também ajuda a melhorar a capacidade térmica da placa.
Tecnologia de embutimento
O calor deve viajar de um componente quente para o dissipador de calor da maneira mais curta possível, pois isso minimiza a resistência térmica. Na maioria dos casos, o calor viaja no eixo z, começando pelo componente quente na parte superior montada da placa de circuito impresso, passando pela placa antes de chegar ao dissipador de calor na parte inferior da placa.
Em vez de consertar um dissipador de calor, os fabricantes de PCB agora laminam uma enorme camada de cobre dentro do PCB. Isto reduz substancialmente a resistência térmica. Além de utilizar o inlay como dissipador para dissipação de calor, também é possível utilizá-lo para transportar altas correntes, pois sua resistência ôhmica é baixa.
Tecnologia de incorporação de chips
No entanto, as tecnologias convencionais encontram limitações quando instaladas em espaços restritos e confinados, especialmente quando a densidade de potência é elevada. Para economizar espaço, os fabricantes de PCB exigem miniaturização, e conseguem isso instalando alguns componentes dentro da placa, em vez de montá-los na superfície externa.
Para melhorar a dissipação de calor de um componente quente dentro da PCB para o dissipador de calor, os fabricantes devem usar um semicondutor de potência com estrutura condutora. Isto atua como um dissipador de calor, reduzindo significativamente a resistência térmica. Uma pesada camada de cobre na parte superior ajuda a conectar os contatos usando micro vias preenchidas com cobre no lugar dos fios de ligação usados pelos módulos de potência convencionais. Esta tecnologia não só ajuda na dissipação de calor, mas também melhora muitos parâmetros elétricos como:
Resistência no estado:
A incorporação de chips praticamente elimina os fios de ligação e a resistência do pacote associada. No entanto, o valor exato da resistência no estado ligado depende da geração da tecnologia de semicondutores, da sua classe de tensão e do tipo de pacote.
Resistência térmica:
A estrutura de chumbo proporciona excelente distribuição de calor, melhorando significativamente a resistência térmica do sistema. Além disso, a capacidade térmica da estrutura condutora também melhora a robustez do dispositivo e a sua impedância térmica.
Desempenho de comutação:
A parte superior do chip possui uma conexão quase plana com as vias, alcançando assim um valor de indutância parasita muito baixo. Isto também leva a distâncias muito curtas entre o semicondutor de potência e os capacitores do barramento CC. O efeito líquido do acima exposto é permitir uma comutação mais rápida com perdas substancialmente mais baixas. Isto é especialmente verdadeiro para tecnologias modernas de comutação rápida que empregam semicondutores SiC e GaN.
Miniaturização:
Os aplicativos atuais e futuros geralmente precisam de uma redução no formato, ao mesmo tempo em que exigem o fornecimento de funcionalidades adicionais. A incorporação de chips ajuda a economizar espaço valioso no nível do PCB.
Maior confiabilidade:
A substituição da cerâmica ou dos fios de ligação ajuda a melhorar substancialmente a confiabilidade do sistema. Por exemplo, testes de ciclos de energia com uma diferença de temperatura de 120 K em placas usando tecnologia embarcada mostraram que elas eram capazes de suportar mais de 700.000 ciclos ativos.
Redução de custos:
Economias consideráveis de custos são possíveis através da tecnologia integrada de chip. Isso vem da economia geral de espaço, isolamento integrado, menores problemas de EMC, componentes passivos menores, componentes de energia que exigem menor área de superfície do chip, resfriamento otimizado e a economia em cabos e conectores.
Útil para semicondutores de banda larga e de alta tensão
Tecnologias de incorporação de chips para PCBs melhoram o desempenho de aplicações eletrônicas de potência. Esta nova tecnologia possui indutância parasita muito baixa, suportando assim comutação de baixas perdas em altas frequências. Isto é altamente desejável ao usar semicondutores de banda larga e para a próxima geração de drives automotivos usando dispositivos SiC e GaN.
O isolamento integrado auxilia na montagem dos componentes do Smart Pack diretamente no dissipador de calor. Dependendo do requisito, o TIM, ou material de interface térmica, pode ser eletricamente condutor ou não condutor.
A detecção de corrente usando shunts é uma prática comum. Os fabricantes usam derivações para medições de correntes de fase em motores elétricos em EVs. Os shunts, sendo componentes relativamente grandes, são bons candidatos para esforços de miniaturização. Ao incorporar um shunt como um componente Smart Pack melhora drasticamente a sua dissipação de calor. Isto aumenta a possibilidade de utilização de shunts para medir correntes de até 300 A. Para melhorar a confiabilidade, os fabricantes substituem as juntas de solda do shunt e do circuito da placa por microvias.
Conclusão
De acordo com a PCB Trace Technologies Inc, as novas tecnologias de PCB estão apoiando veículos elétricos de várias maneiras. Eles não apenas minimizam os fatores de forma, mas também aumentam o desempenho e a confiabilidade do sistema, reduzindo o custo no nível do sistema. A incorporação de um dispositivo eletrônico de potência no PCB está ajudando a substituir o módulo de potência convencional, melhorando significativamente o desempenho do sistema e sua confiabilidade. Isto é útil não apenas para aplicações de baixa tensão, mas também para uso de alta corrente, bem como para aplicações de alta tensão com dispositivos de banda larga.
JH PCBA, one-stop Chinese PCB&PCBA
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