Дизайн высоковольтной печатной платы

• Определение печатной платы высокого напряжения
• Зачем разрабатывать печатные платы для высоковольтных систем
• Правила и стандарты проектирования высоковольтных печатных плат
• Как выбрать материал для проектирования высоковольтной печатной платы
• Поиск компонентов для высоковольтных печатных плат
• Рекомендации по проектированию высоковольтных печатных плат
• Типы печатных плат высокого напряжения
• Рекомендации по компоновке высоковольтных печатных плат
• Путь утечки и воздушный зазор в высоковольтной печатной плате
• Изготовление печатной платы высокого напряжения
• Процесс сборки высоковольтной печатной платы
• Применение высоковольтных печатных плат
• Заключение

Плата высокого напряжения

Определение печатной платы высокого напряжения

Печатные платы высокого напряжения представляют собой специальные типы печатных плат, которые могут выдерживать высокие напряжения и температурные колебания. Они в основном сделаны из тяжелого медного материала.

Такие условия, как низкое атмосферное давление, могут привести к быстрому возникновению электрической дуги. Это требует материалов, которые могут противостоять этим колебаниям. Следовательно, высоковольтные печатные платы предлагают решение.

Конструкция высоковольтной печатной платы

Зачем разрабатывать печатные платы для высоковольтных систем

В большинстве отраслей промышленности требуются печатные платы, способные выдерживать высокое напряжение.

Эти платы нужны таким отраслям, как аэрокосмическая, военная и энергетическая промышленность.

В некоторых случаях использование других плат может привести к увеличению искрения, что может быть неудобно и дорого.

Преимущества конструкции высоковольтной печатной платы

Конструкция высоковольтной печатной платы имеет много преимуществ благодаря использованию более тяжелой меди по сравнению с другими конструкциями печатных плат.

Подстанция электропередачи

• Повышенная стойкость к тепловым нагрузкам. С толстой медью вы можете быть уверены, что плата сможет выдерживать температурные колебания.
• Он также поставляется с повышенной способностью проводить токи. Возможно, вы не найдете такого качества ни в одной другой доске.
• Высоковольтные печатные платы также обладают повышенной механической прочностью. Это видно по местам разъемов и отверстиям PTH.
• Включение большего веса меди в слой схемы платы значительно уменьшает размер продукта.
• Тяжелые переходные отверстия с медным покрытием улучшают передачу тепла к внешним радиаторам.

 Недостатки конструкции высоковольтной печатной платы

Некоторые из основных недостатков конструкции печатной платы высокого напряжения включают в себя:

·Кропотливый

Изготовление и сборка высоковольтных печатных плат требует много времени.

Это связано с необходимостью дополнительных модификаций, включая использование более тяжелой меди, в отличие от других печатных плат.

·Дорого

Дополнительные материалы обычно подразумевают пополнение бюджета. Для высоковольтных плат требуется более тяжелая медь, что дорого обходится.

Правила и стандарты проектирования высоковольтных печатных плат

В зависимости от того, где предполагается использовать высоковольтные печатные платы, они должны соответствовать следующим стандартам качества:

Компьютерная томография

· CGMP

Текущая надлежащая производственная практика правила установлены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Стандарты CGMP имеют решающее значение при разработке высоковольтных печатных плат для медицинского оборудования.

·IEEE

Это Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. Это профессиональный орган, который регулирует развитие электротехнологий.

Он выпускает периодические журналы, которые дают рекомендации по некоторым из самых современных и передовых электротехнологий.

Убедитесь, что вы подписаны на этот орган, чтобы быть в курсе самых последних технологий и новых правил.

·CE

CE является знаком качества, берущим свое начало в Европейском экономическом пространстве.

Это влечет за собой ряд нормативных мер, которые ваша высоковольтная печатная плата должна пройти в Европейском Союзе.

Эти стандарты варьируются от стандартов здоровья, стандартов удобства использования и стандартов безвредности для окружающей среды.

Это также пригодится при покупке компонентов на рынках Европейского Союза. Убедитесь, что такие компоненты имеют эту маркировку.

Также убедитесь, что вы соответствуете этим стандартам, когда собираетесь продавать или использовать свою доску в Европе. Это должно быть независимо от того, где вы его производите.

·RoHS

Опасные вещества обычно ограничены этим знаком стандартизации. Это также распространено на европейском рынке.

Ваши электронные и электрические изделия не должны содержать опасных веществ.

Этот знак стандартизации прослужит вам около пяти лет. К ограниченным продуктам относятся свинец, ртуть, хром и кадмий.

Эти правила также ограничивают ПБД и ПБДЭ.

При покупке компонентов для высоковольтной печатной платы убедитесь, что эти установленные стандарты соблюдены. Это общепринятый знак стандартизации.

·CCC

Знак китайской сертификации — еще один важный знак, на который следует обратить внимание. Ожидайте этот знак качества на продуктах, произведенных, импортированных и используемых в Китае.

Вы найдете большинство производителей компонентов высокого напряжения, расположенных в Китае. Этот знак поможет вам в обеспечении стандартов качества.

· ИСО

ISO 9000 является, пожалуй, наиболее общепринятым знаком стандартизации во всем мире. Это гарантия того, что организации соответствуют желаемым стандартам для потребителей.

Убедитесь, что компоненты, которые вы покупаете для своей высоковольтной печатной платы, имеют эту маркировку. Это подтверждение качества.

Кроме у, ISO 14000 гарантирует, что печатная плата и производитель соответствуют безопасным экологическим стандартам.

·ASTM

Это еще одна организация, которая следит за соблюдением международных стандартов. Он также выпускает публикации о производственных стратегиях.

Эти стандарты обычно согласовываются между собой. Материалы, которые вы используете в конструкции высоковольтной печатной платы, должны соответствовать этим стандартам.

Как выбрать материал для проектирования высоковольтной печатной платы

Создание высоковольтных печатных плат сопряжено с рядом строгих условий, которых необходимо придерживаться. Крайне важно убедиться, что дуги не образуются, чтобы продукт был безопасным и надежным.

Это означало бы, что дизайн остается в идеальном состоянии, даже когда он стареет. Давайте посмотрим на некоторые из наиболее рекомендуемых материалов:

Материал печатной платы

·Ламинат FR4

Этот ламинат имеет высокий диэлектрический пробой. Однако он имеет более высокую пористость по сравнению с эпоксидной смолой и полиимидом. Это делает его восприимчивым к загрязнениям.

Это более слабая краевая структура. Всякий раз, когда на краю есть трещина, диэлектрическая проницаемость уменьшается.

Соседняя электроника также, вероятно, обуглена. Это происходит в результате перенапряжения.

· Эпоксидная смола БТ

Этот материал имеет прочные боковые стенки. Это наиболее предпочтительно для приложений с плоскими катушками. Он также лучше всего подходит для цепей среднего напряжения.

·Изола, ламинаты High V

Это предпочтительнее, потому что гасит дуги. Однако они дорогие.

Обычно они применимы только при работе с односторонними и очень простыми двусторонними платами.

Важно отметить, что при использовании этих подходящих материалов следует учитывать факторы окружающей среды.

Когда вы используете материалы с очень высокими стандартами изоляции, убедитесь, что материал может выдерживать вакуум или высокие мощности.

Поиск компонентов для высоковольтных печатных плат

Компоненты печатной платы

При подаче высокого напряжения Компоненты печатной платы, необходимо сначала разработать ведомость материалов (BOM),.

Это дает обзор всех компонентов, которые вам понадобятся при сборке платы.

Детали должны включать в себя количество необходимых деталей, размеры и место их получения. С хорошо прописанной спецификацией у вас будет четкое представление обо всем процессе.

В большинстве случаев вам придется заказывать некоторые компоненты у других производителей.

Для правильного руководства о том, что вам нужно, потребуется спецификация. Как мы узнали, это поможет производителям определить, что вам нужно для вашей высоковольтной печатной платы.

Вы должны закупать компоненты у надежной, опытной и сертифицированной компании.

Помните, что вы будете использовать спецификацию для создания котировок.

Когда вы поиск компонентов для печатных плат за границей производитель должен иметь возможность доставки.

Обычно комплектующие хрупкие, отсюда и необходимость в специальной упаковке и транспортировке. Убедитесь, что у производителя есть эти возможности.

С учетом этих соображений вы можете быть уверены, что внешние компоненты удовлетворят ваши потребности.

Компоненты печатной платы

Конечно, тип компонентов печатной платы, которые вы будете использовать, зависит от конкретных применений печатной платы.

Не гонитесь за дешевыми комплектующими. Качество имеет первостепенное значение, когда речь идет о высоковольтных компонентах печатных плат.

Рекомендации по проектированию высоковольтных печатных плат

Есть много соображений, которые вы должны учитывать при проектировании высоковольтной печатной платы. Давайте углубимся в некоторые из этих соображений дизайна.

1. Руководство по проектированию высоковольтных печатных плат

Печатная плата высокого напряжения

Учитывайте свою рабочую частоту

Это повлияет на вашу высоковольтную конструкцию, потому что искрение при более низком напряжении вероятно на высоких частотах.

Это требует хорошего расстояния между сигнальными линиями и особого внимания в конце частотного спектра.

Дифференциал постоянного тока потенциально может вызвать травление. Это также может привести к электрохимической миграции. Кроме того, из-за миграции электрохимического вещества слои, вероятно, будут дуговыми.

Это уменьшит пути утечки и зазоры платы.

Некоторыми из наиболее распространенных металлов, которые способствуют электрохимической миграции, являются олово, серебро и иногда медь.

Вы можете свести это к минимуму, избегая использования чистого олова или серебра при завершении проектирования высоковольтной печатной платы.

Если вам нужно использовать олово, добавьте к нему низкое содержание свинца, чтобы контролировать появление проводящих нитей.

Ухудшение характеристик ваших компонентов

Снижение номинальных характеристик важно, когда ваша конструкция предназначена для работы в условиях высоких нагрузок. Уменьшите максимальное значение тока, напряжения и даже температуры компонента.

Это продлит срок службы продукта, который рассчитывается с использованием вашего процентного рейтинга.

Следовательно, вы должны снизить параметры своих материалов до значения параметра, которое они будут испытывать при реальном использовании. Это снизит затраты на производство.

Фото предоставлено: Electronics Point

Обратите внимание, что риски, связанные с платами, связаны с перенапряжением, вызывающим искрение на плате.

Убедитесь, что вы снижаете максимальное, а не среднее напряжение. Это позволит вашей высоковольтной печатной плате выжить в случае перенапряжения.

Выберите свои компоненты

После снижения номинальных характеристик проверьте все выбранные компоненты. Высокое напряжение, вероятно, вызовет большую изменчивость электрических соединений на вашей плате.

Это также вызовет полевое напряжение между компонентами платы.

Колебания напряжения также могут создавать точки дуги и разрушать компоненты.

2. Руководство по проектированию многослойных высоковольтных печатных плат

Давайте рассмотрим некоторые рекомендации для четырехслойного многослойная печатная плата высокого напряжения.

Это довольно сложная процедура из-за ряда установленных стандартов, которым необходимо следовать.

Многослойная печатная плата

Платы с разницей между проводниками 80 В в соответствии с расстоянием между проводниками должны иметь следующие качества между проводниками:

• Между внутренними слоями должно быть 0.1 мм.
• Между внешними слоями без покрытия должно быть расстояние 0.6 мм.
• Внешние слои, которые покрыты с другой стороны, должны иметь между собой 0.13 мм.

Эти цифры — это лишь минимальный зазор, который должен быть между слоями. Важно отметить, что переходные отверстия высокой мощности сохраняют зазор на стороне низкого напряжения.

3. Тяжелые медные цепи в конструкции высоковольтной печатной платы

Цепи из толстой меди обычно изготавливаются из меди весом от 4 унций/фут2 до 20 унций/фут2.

Есть также случаи, когда используется медь весом от 20 унций/фут2 до 200 унций/фут2. Это называется экстремальной медью.

 Толстая медная печатная плата

Давайте сосредоточимся на экстремальной меди.

4.Строительство тяжелой медной цепи

Единственная разница между изготовлением печатных плат из тяжелой меди и других печатных плат заключается в травлении. Техника нанесения покрытия также значительно различается. Плетение является высокоскоростным, а травление - дифференциальным.

В этом покрытии у вас, как у производителя, будет возможность увеличить толщину меди. Эта толщина будет реализована как в металлизированных отверстиях, так и в боковых стенках переходных отверстий.

печатная плата

PowerLink — это метод, используемый для объединения толстой меди с другими функциями обычной одиночной платы. Это дает некоторые преимущества, включая уменьшение количества слоев. Это также приводит к низкому импедансу при производстве электроэнергии и снижению производственных затрат.

5. Нагрузочная способность по току и повышение температуры

Обычно уровень допустимого тока в медной цепи зависит от нагрева, которое она может выдержать.

Это связано с тем, что существует положительная корреляция между повышением температуры и протеканием тока.

Протекание тока по трассе приводит к локальному нагреву. Проводимость отвечает за охлаждение следа и последующее изгнание во внешнюю среду.

Максимальный ток, который может выдержать дорожка, устанавливается путем оценки нагрева, связанного с приложенным током.

Убедитесь, что существует баланс между скоростью нагрева и скоростью охлаждения.

6. Прочность и живучесть печатной платы

Существует огромное количество диэлектрических материалов, из которых вы можете выбирать.

Однако, если вы собираетесь подвергать свою доску воздействию экстремальных условий, вам следует использовать экзотический материал.

Использование толстых медных цепей помогает избежать тепловых отказов. Когда вы набиваете отверстия плотностью 2 унции/фут2, вероятность отказа сводится к нулю.

7. Термическое управление

Тепло, выделяющееся при работе платы, должно отводиться. Это рассеивание должно происходить от источника в окружающую среду.

Если компоненты оставить перегреваться, вероятным результатом будет выход из строя всей системы.

Управление температурным режимом – Фото предоставлено Nex Logic

При использовании тяжелых медных цепей теплопотери будут снижены. Тяжелая медная цепь достигает этого, отводя тепло от важнейших компонентов.

Охладители обеспечить отвод тепла от места образования во внешнюю среду.

Типы печатных плат высокого напряжения

Когда вы ищете высоковольтные печатные платы, вы можете рассмотреть любое из следующего:

i. Односторонние высоковольтные печатные платы

Это самые основные формы печатных плат высокого напряжения. Они являются наиболее предпочтительными платами для конструкций с низкой плотностью.

Односторонняя печатная плата

Эта доска обычно не имеет металлизированных сквозных отверстий. Резист напечатан на голой медной плате. Затем вы переходите к травлению и печати паяльной маски.

Используя фоторезист, вы сможете выкроить схему. Сырье, используемое в производстве этих плат, включает FR4, алюминиевую и медную основу.

ii.Двусторонние высоковольтные печатные платы

В отличие от односторонней высоковольтной платы, эта плата имеет два проводящих слоя. Это означает, что обе стороны платы имеют как дорожки, так и пути. Этот прогресс в возможностях информирует о его использовании в передовых электронных приложениях.

Двусторонняя печатная плата – Фото предоставлено: Engineering Projects

Для монтажа компонентов на эту плату используются два метода: технология сквозного монтажа и технология поверхностного монтажа.

Слои также ламинируются с обеих сторон платы. Стеклянная эпоксидная смола обычно используется в качестве теплоизоляционного материала для утепления основания конструкции.

Используйте медную фольгу для ламинирования обеих сторон подложки и паяльную маску для защиты платы.

iii. Многослойные высоковольтные печатные платы

Многослойные высоковольтные печатные платы обычно имеют более трех проводящих слоев, расположенных в центре материала. Это отличает ее как от односторонних, так и от двусторонних высоковольтных печатных плат.

Для достижения этой многослойной конструкции чередуйте слои препрега и материалов сердцевины.

Многослойная печатная плата

Вам понадобится высокая температура и давление при ламинировании этих материалов вместе. Это поможет в удалении захваченного воздуха между слоями.

Проводники дополнительно инкапсулированы смолой. Затем вы плавите и отвердеваете клей, который скрепляет слои.

При изготовлении многослойной высоковольтной печатной платы можно использовать базовое эпоксидное стекло, экзотическую керамику или тефлоновые материалы.

iv. Жесткие гибкие высоковольтные печатные платы

Этот тип высоковольтной печатной платы состоит из жестких и гибких подложек, склеенных вместе.

Жесткая гибкая печатная плата

Обычно гибкая подложка изготавливается из гибких полиимидов, таких как Kapton или Norton. Эти полиамиды обычно ламинируются вместе с медью с использованием тепла, акрилового клея и давления.

Это то, что ламинируется вместе с жесткой подложкой. Затем вы будете монтировать компоненты с обеих сторон получившейся многослойной платы.

Жесткая гибкая высоковольтная печатная плата не требует соединительных кабелей между двумя подложками. Это связано с тем, что гибкая схема печатной платы обеспечивает электрическое соединение.

Это приводит к ряду преимуществ в производительности.

Во-первых, это улучшает передачу сигнала в цепи и приводит к контролируемому импедансу в цепи.

Гибко-жесткие высоковольтные печатные платы также помогают устранить распространенные проблемы с соединениями, такие как холодные соединения. Вес также снижен, но при этом достаточно для большего количества компонентов.

Рекомендации по компоновке высоковольтных печатных плат

При проектировании высоковольтной печатной платы сначала необходимо изолировать области высокого напряжения. Группировка высоковольтных цепей вместе сведет к минимуму воздействие на вашу плату.

Макет печатной платы

• Убедитесь, что вы уменьшили напряжение на плате и изолировали источники шума. Взаимосвязи также должны быть сведены к минимуму.
• Используйте проверки конструкции, чтобы убедиться, что высоковольтная печатная плата имеет отличные характеристики и защиту на весь срок службы.
• При проектировании убедитесь, что пути утечки и зазоры соблюдены.
• Зазор обычно представляет собой кратчайшее расстояние по воздуху между двумя проводящими слоями. Меньший зазор на плате, скорее всего, приведет к образованию дуги между платами при перенапряжении.
• С другой стороны, утечка — это расстояние между проводящими слоями в печатной плате. Это мера кратчайшего расстояния вдоль материала поверхности изоляции.
• Рабочая частота также является еще одним важным аспектом, который следует учитывать при проектировании высоковольтных печатных плат. Избегайте использования чистого олова или серебра для отделки таких печатных плат.
• Компоненты также должны быть снижены до максимального напряжения, а не до среднего напряжения. Это гарантирует безопасность и живучесть продукта при воздействии перенапряжения.
• Чтобы предотвратить возникновение дуги, следует избегать углов и острых краев.
• Для колодок важно следить за тем, чтобы изгибы были плавными. Углы также должны быть изогнутыми. Вы также можете использовать шарики припоя в точках соединения.
• Убедитесь, что материал, который вы используете для доски, подходит. Эти материалы включают ламинат FR4, эпоксидную смолу BT и ламинат Isola High V. Для печатных плат высокого напряжения требуются ламинаты, которые выдержат перенапряжение.
• В равной степени очень важно обеспечить правильное содержание смолы стекла. Если они не будут выбраны должным образом, результатом могут быть недостатки в конечном продукте.

Путь утечки и воздушный зазор в высоковольтной печатной плате

Как и любые другие печатные платы, высоковольтные печатные платы также имеют жесткие требования к размещению. Они обычно измеряются в пути утечки и зазоре.

Между токопроводящими элементами высоковольтной печатной платы может легко образоваться дуга.

Когда вы правильно размещаете компоненты на высоковольтной печатной плате, вы снижаете вероятность возникновения дуги. Это расстояние определяется зазором и утечкой.

Под зазором понимается расстояние, на котором воздух циркулирует между двумя проводниками.

Когда проводящие слои между высоковольтной печатной платой не имеют достаточного зазора, вероятно образование дуги.

Путь утечки — это расстояние между двумя проводниками. Однако он находится на поверхности материала, а не в воздухе.

Когда ваша высоковольтная печатная плата имеет надлежащую длину утечки, компоненты не будут перегружены.

Изготовление печатной платы высокого напряжения

Печатная плата высокого напряжения, как и любая другая печатная плата, изготовлена ​​из меди. Обычно медь наносится на подложку, а затем вырезается, чтобы обнажить дизайн платы.

монтажа на печатной плате

Ниже приведена пошаговая процедура изготовления высоковольтной печатной платы.

Шаг 1 – Дизайн

Проектирование платы даст вам чертеж, на котором будет основана ваша высоковольтная печатная плата. Обычно это достигается с помощью компьютерного программного обеспечения.

Вы будете использовать калькулятор ширины дорожки при создании деталей внутреннего и внешнего слоев высоковольтной печатной платы.

Шаг 2 – Печать дизайна

На этом этапе используйте плоттерный принтер для печати проекта высоковольтной печатной платы. Это потому, что он может производить пленку, которая детализирует слои платы.

После печати используйте чернила двух разных цветов во внутренних слоях доски.

Прозрачные чернила будут обозначать непроводящие области, а проводящие медные дорожки будут обозначены черными чернилами. Используйте те же цвета на внешних слоях, но с обратным значением.

Шаг 3 – Создание подложки

На этом этапе мы можем с уверенностью сказать, что ваша высоковольтная печатная плата начала обретать форму. Подложки начинают формироваться, когда вы пропускаете плату через печь.

Пропуская эпоксидную смолу и стекловолокно через тепло, они полуотверждаются.

Приступайте к предварительному приклеиванию меди к обеим сторонам слоя, затем протравливайте, чтобы открыть рисунок с печатных пленок.

Шаг 4 – Печать внутренних слоев

После создания подложки приступайте к печати дизайна на ламинате, который является телом конструкции.

Используйте светочувствительную пленку, чтобы покрыть структуру. Это также необходимо для выравнивания чертежей и окончательной печати на доске.

Просверлите отверстия в доске. Это также поможет в процессе выравнивания.

Шаг 5 – Ультрафиолетовый свет

После совмещения резиста и ламината проведите их через ультрафиолет. Это поможет затвердеть фоторезисту.

Пройдя через ультрафиолет, обнажатся медные дорожки. Части, предназначенные для удаления, защищены от затвердевания черными чернилами.

Затем вы можете погрузить слои в щелочной раствор, чтобы удалить излишки фоторезиста.

Шаг 6 – Удаление нежелательной меди

На этом этапе вы удалите лишнюю медь, которая осталась на плате.

Чтобы этот процесс состоялся, промойте плату раствором, аналогичным ранее использованному щелочному раствору.

Это смоет лишнюю медь с платы.

При этом затвердевший фоторезист останется неповрежденным.

Шаг 7 – Осмотр

Для целей выравнивания вам нужно будет осмотреть очищенные слои. Ранее просверленные отверстия также позволят вам выровнять как внутренний, так и внешний слои.

Используя оптическую дрель, вы сможете выровнять слои. После проверки с помощью оптического пробойника перейдите к использованию альтернативной машины для проверки платы.

Это поможет развеять сомнения в том, что доска идеальна. Важно использовать передовую инспекционную машину, потому что вы не сможете исправить пропущенные ошибки.

Шаг 8 – Ламинирование слоев

На этом этапе доска будет принимать окончательную форму. Это результат сплавления досок между собой.

Используйте металлические зажимы, чтобы скрепить слои в начале процесса ламинирования. Убедитесь, что слой препрега попадает в ванну для выравнивания.

После этого подэтапа поместите слой подложки поверх препрега. Затем следует разместить слой медной фольги.

К этому добавьте препрег смолы. В конце концов, вы можете приступить к добавлению слоя меди. Это плита для прессы.

Шаг 9 – Нажатие слоев

Теперь вы должны соединить слои вместе. Это начинается с пробивки штифтов через слои, чтобы убедиться, что они эффективно выровнены и закреплены.

В зависимости от технологии, которую вы используете, эти контакты могут быть удалены позже.

После этого вы приложите к слоям как тепло, так и давление. Под воздействием тепла эпоксидная смола расплавится в препреге.

Давление на другом конце поможет сплавлению слоев вместе.

Шаг 10 – Сверление

Вы должны использовать компьютеризированную дрель, которая приведет к обнажению подложки и внутренних панелей.

Удалите всю медь, которая останется после этого шага.

Шаг 11 - Покрытие

Используйте химический раствор, чтобы соединить эти слои. Приступайте к очистке платы рекомендованными химикатами.

Панель будет покрыта тонким слоем меди. Это просачивается в предварительно просверленные отверстия.

Шаг 12 – Визуализация внешнего слоя

Нанесите слой фоторезиста на поверхность внешнего слоя, как в третьем шаге.

Затем вы можете отправить панель на визуализацию.

Снова используйте ультрафиолетовый свет, чтобы затвердеть фоторезист. Удалите лишний фоторезист.

Шаг 13 - Покрытие

Покройте панель тонким слоем меди, как в шаге 11.

Покройте плату тонким слоем олова. Это обеспечит защиту меди на внешнем слое. В результате медь не стравливается.

Шаг 14 - травление

На этом этапе вы должны удалить лишнюю медь, попавшую под слой резиста. Оловянный защитный слой защитит необходимую медь.

Шаг 15 – Нанесение паяльной маски

Перед нанесением паяльной маски очистите все панели. Затем нанесите эпоксидную смолу вместе с паяльной маской.

Если вы понимаете, что паяльная маска избыточна, подвергайте плату воздействию ультрафиолета. Требуемая паяльная маска останется на плате.

Шаг 16 – Шелкография

Это критически важный этап, поскольку он гарантирует, что важная информация будет напечатана на плате высокого напряжения. После нанесения приступайте к последнему покрытию и процессу отверждения доски.

Шаг 17 – Отделка поверхности

Качество склеивания является важным фактором при отделке поверхности. Основываясь на требованиях к плате, вы решите, какой припой использовать.

Шаг 18 - Тестирование

Электрические испытания обычно проводятся на платах, чтобы убедиться, что они соответствуют установленным стандартам. Вы можете нанять специалиста, который сделает это за вас.

Без этого процесса нельзя сказать, что плата завершена. Сравните с исходным проектом чертежа, чтобы убедиться, что качество не пострадало.

Процесс сборки высоковольтной печатной платы

 монтажа на печатной плате

Шаг 1: трафаретная паяльная паста

Процесс имеет сходство с трафаретной печатью рубашек. Однако исключительность этого процесса заключается в размещении тонкой пластины из нержавеющей стали. трафарет над печатной платой.

Это означает, что вы будете наносить припой только на некоторые части высоковольтной печатной платы.

Эти части обычно являются местами, на которых будут монтироваться компоненты в конечном изделии.

Для эффективного плавления и сцепления с поверхностью припой смешивают с флюсом.

Трафарет печатной платы

С помощью аппликатора аккуратно нанесите паяльную пасту на намеченные участки. Машина также поможет вам равномерно распределить пасту по доске.

Когда вы наконец удалите трафарет, паяльная паста останется на заранее определенных местах.

Шаг 2: выбрать и разместить

После нанесения паяльной пасты вы можете выбирать и размещать компоненты с помощью устройства для захвата и установки.

Это роботизированная машина, которая помогает размещать компоненты для поверхностного монтажа (SMD).

Затем эти компоненты припаиваются к поверхности платы на более позднем этапе.

Раньше этот процесс выполнялся с помощью пинцета.

Это привело к ручному размещению компонентов, когда сборщики выбирали и размещали компоненты.

Также прежний метод был несовершенен из-за усталости и напряжения глаз сборщиков.

В настоящее время автоматизация способствует повышению точности и эффективности. Автоматизированные машины могут работать круглосуточно, не уставая.

С помощью вакуумного захвата автомат может забирать и размещать компоненты на станции.

Затем робот наносит SMT на поверхность высоковольтной печатной платы. Компоненты монтируются поверх паяльной пасты в местах, которые были определены ранее.

Шаг 3: пайка оплавлением

После размещения компонентов для поверхностного монтажа важно убедиться, что они надежно закреплены. Следовательно, необходимо отвердить паяльную пасту, чтобы закрепить компоненты на плате.

Перенесите плату высокого напряжения на конвейерную ленту, которая будет перемещать плату через печь оплавления.

В духовке различные нагреватели нагревают доску до температуры около 250 градусов по Цельсию. Эти температуры расплавляют припой в паяльной пасте.

Печатная плата продолжает двигаться в печи, где она подвергается воздействию более холодных нагревателей для затвердевания расплавленного припоя.

Более того, этот процесс происходит контролируемым образом, создавая постоянные припои, которые соединяют устройства для поверхностного монтажа с печатной платой.

Во время оплавления двусторонней высоковольтной печатной платы необходимо будет принять специальные меры. Необходимо трафаретировать и оплавлять каждую сторону отдельно.

Сначала вы нанесете трафарет на ту сторону, на которой меньше и меньше деталей, а затем повторите то же самое на другой стороне.

Шаг 4: Проверка и контроль качества

После того, как вы припаяли компоненты для поверхностного монтажа на свои законные места, проверьте их работоспособность.

Интенсивное движение, характерное для процесса оплавления, может привести к ухудшению качества соединения. Это также может привести к полному отсутствию соединения или короткому замыканию.

Можно использовать многие методы контроля, чтобы удостовериться в отсутствии таких дефектов. Давайте обсудим некоторые из методов, которые вы можете использовать здесь.

· Ручные проверки

Несмотря на то, что в недавнем прошлом в области контроля печатных плат произошел технологический прогресс, ручная проверка по-прежнему широко используется.

При работе с небольшим количеством партий может пригодиться личный визуальный осмотр. Это поможет вам убедиться в качестве платы после оплавления.

· Автоматический оптический контроль

Этот метод наиболее эффективен при контроле большого количества партий при сборке высоковольтных плат.

Используемая машина известна как автоматическая оптическая инспекция (AIO). Его инспекционные возможности реализуются мощными камерами.

Кроме того, камеры стратегически расположены для наблюдения за паяными соединениями.

Машина использует разные индикаторы для обозначения качества различных паяных соединений. Это позволяет AOI выявлять некачественный припой.

AOI обычно оценивает качество досок за очень короткое время.

· Рентгеновский контроль

Рентгенологическое исследование не является очень распространенным методом контроля. Это наиболее подходит для плат, рассматриваемых как сложные или многослойные.

С помощью рентгеновских лучей вы можете видеть сквозь слои. Это позволяет просматривать нижние уровни и выявлять скрытые проблемы.

Когда вы понимаете, что платы вышли из строя, у вас есть два варианта. Вы можете переделать их или вообще выбросить, в зависимости от серьезности неисправности.

Важно отметить, что даже если эти проверки не найдут ошибок, должны последовать дальнейшие тесты функциональности. Вы проверите соединения платы, чтобы убедиться в их качестве.

Если высоковольтные платы, которые вы тестируете, требуют программирования или калибровки, для проверки функциональности потребуется еще больше тестов.

Вы должны регулярно проводить такие тесты после процесса оплавления, чтобы выявить потенциальные проблемы. Такие проверки обеспечат своевременное выявление и устранение недостатков. Это поможет вам сэкономить время и ресурсы.

Шаг 5: Вставка компонента через отверстие

В зависимости от приложений, которые вы собираетесь использовать с высоковольтной платой, компоненты могут выходить за рамки обычных SMD.

Некоторым печатным платам требуются компоненты с металлизированными сквозными отверстиями (PTH).

Эти компоненты передают сигналы через плату с помощью металлизированных сквозных отверстий.

Такие компоненты нельзя монтировать SMD с помощью пайки оплавлением. Существует два варианта пайки сквозных компонентов на высоковольтные печатные платы.

· Ручная пайка

Ручная вставка в сквозное отверстие — это когда отдельный компонент вставляется в заранее подготовленный PTH и припаивается.

Когда первый человек закончил, доска переходит к следующему человеку, который также вставляет следующий компонент.

Процесс продолжается до тех пор, пока все компоненты PTH не будут закреплены должным образом.

Это может быть очень неудобным, трудоемким и утомительным процессом, особенно когда компонентов много. Тем не менее, есть ряд конструкций, которые все еще требуют этого метода пайки компонентов PTH.

· Волновая пайка:

Это относится к автоматизированной версии пайки компонентов PTH. Однако процесс, связанный с этим методом, разительно отличается.

После установки компонента PTH вы поместите высоковольтную печатную плату на конвейерную ленту.

Конвейерная лента проходит через печь, в которой расплавленный припой омывает дно платы. В результате штырьки в нижней части платы припаяны на ходу.

Это можно сделать только на одной стороне печатных плат и может оказаться сложной задачей для двусторонних высоковольтных печатных плат. Припайка компонентов на второй стороне, скорее всего, помешает функционированию уже припаянных компонентов.

Шаг 6: Окончательная проверка и функциональное испытание

Когда вы закончите процесс пайки, проведите окончательные тесты, чтобы убедиться в работоспособности платы.

Процесс представляет собой моделирование условий, в которых будет работать конструкция высоковольтной печатной платы.

Убедитесь, что вы запускаете мощность через шаги доски. Используйте тестеры для контроля электрических характеристик высоковольтных печатных плат.

Недопустимые колебания напряжения, тока и выходного сигнала указывают на неисправность платы.

Решите, следует ли утилизировать или переработать такую ​​доску, в зависимости от величины колебаний и установленных стандартов.

Это должно быть последним этапом сборки высоковольтной печатной платы.

Применение высоковольтных печатных плат

Сборка печатной платы высокого напряжения

· Военные приложения

Сильноточные печатные платы используются в производстве военных приложений путем добавления дублирующих слоев. Слои имеют дополнительно от 3 до 4 унций меди параллельно.

Слои скрещивают пальцы, что позволяет им равномерно распределять потоки. Это позволяет плате исключить разделение нагрузки.

В результате тепловая нагрузка снижается в приложениях.

Об этом сообщает применение при изготовлении систем управления вооружением.

Высоковольтные печатные платы также используются в производстве источников питания для радиолокационных систем.

Армейские силовые распределительные панели, системы зарядки и мониторинга аккумуляторов также изготавливаются с использованием высоковольтных печатных плат.

· Аэрокосмические приложения

Конструкции печатных плат высокого напряжения также используются в аэрокосмической промышленности. Тепловой стресс, характерный для других плат, может легко привести к множественным сбоям системы с фатальным исходом.

Это говорит об использовании высоковольтных плат при производстве радиолокационных систем.

Они также используются в производстве средств связи в аэрокосмической промышленности. Помимо самолетов, эти платы также используются в космических кораблях и другом космическом оборудовании.

· Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы обычно изготавливаются с использованием высоковольтных печатных плат. Это можно объяснить способностью платы контролировать тепловую нагрузку.

Обычно силовые трансформаторы выполняют роль распределительных сетей для различных потребителей энергии. Это связано с большим количеством тепловых колебаний, которые необходимо регулировать.

Заключение

Высоковольтные печатные платы очень важны при производстве устройств, работающих в условиях меняющихся температурных условий.

Они специально разработаны для обработки таких колебаний.

При правильном изготовлении платы к процессу сборки вам гарантирована оперативность.

Поэтому вам необходимо рассмотреть каждый аспект, выделенный в этом руководстве.

Для высоковольтной печатной платы, свяжитесь с нами уже сегодня.