Sürdürülebilir enerjiye aktif geçişin küresel eğilimi altında, yeni enerji sektörü gelişiyor. Yeni enerji araçlarından güneş ve rüzgar enerjisi üretim ekipmanlarına kadar birçok yeni enerji uygulamasının özü, temel bir bileşenden ayrılamaz -yeni enerji devre kartı. Görünüşte sıradan bir devre kartı olmasına rağmen, yeni enerji sistemlerinde vazgeçilmezdir, karmaşık devre düzenlerini ve sinyal iletim görevlerini taşır ve yeni enerji ekipmanlarının verimli ve istikrarlı çalışmasını sağlamanın temelini oluşturur.
1, Alt tabaka malzemesi: performansın temel taşı
Yeni enerji devre kartlarının altlık malzemesi, performanslarını belirleyen önemli bir faktördür. Geleneksel devre kartlarıyla karşılaştırıldığında, yeni enerji uygulamaları genellikle daha katı çevre ve performans gereklilikleriyle karşı karşıyadır, bu nedenle alt tabaka malzemelerinin seçimi son derece titizdir.
Yeni enerji araçları alanında, aracın çalışması sırasında oluşan titreşim, yüksek sıcaklık ve elektromanyetik girişim gibi karmaşık ortam nedeniyle alt tabakanın mükemmel mekanik dayanıklılığa, yüksek sıcaklık direncine ve elektrik yalıtımına sahip olması gerekir. Epoksi cam kumaş lamine levha, mükemmel kapsamlı performansı nedeniyle yeni enerji araç devre kartı alt katmanları için ortak bir seçim haline geldi. Araç titreşimi sırasında devre kartının bütünlüğünü sağlamak için yalnızca belirli bir derecede mekanik strese dayanmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek sıcaklıktaki ortamlarda istikrarlı elektrik performansını korumak için yüksek bir cam geçiş sıcaklığına da sahiptir. Örneğin, elektrikli araçların akü yönetim sistemi devre kartında, FR-4 alt katmanı devreyi güvenilir bir şekilde destekleyebilir ve akü durumu izleme ve yönetim sinyallerinin doğru şekilde iletilmesini sağlayabilir.
Solar fotovoltaik alanında,-uzun süreli dış mekana maruz kalma, değişen yüksek ve düşük sıcaklıklar ve nem, devre kartı alt katmanlarının hava koşullarına ve kimyasal korozyona karşı iyi bir dirence sahip olmasını gerektirir. Şu anda bazı özel yüksek-performanslı malzemeler ortaya çıkıyor. Polimid (PI) alt tabakalar mükemmel yüksek ve düşük sıcaklık direncine sahiptir ve -200 derece ila 260 derece arasındaki aşırı sıcaklık aralığında stabiliteyi koruyabilir. Aynı zamanda mükemmel UV ve kimyasal dirençleri, onları zorlu dış ortamlarda uzun süreli kullanıma uygun hale getirerek, güneş enerjisi üretim ekipmanındaki devre kartlarının hizmet ömrünü etkili bir şekilde uzatır.
2, Yapısal tasarım: performansı optimize etmenin özü
Yeni enerji devre kartlarının yapısal tasarımı, daha iyi elektrik performansı ve alan kullanımı elde etmek için birden fazla faktörün kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
Yeni enerji araçlarının güç sistemi devre kartları için, yüksek-güçte güç iletimi ve karmaşık kontrol sinyallerini işleme ihtiyacı nedeniyle sıklıkla çok-katmanlı bir kart yapısı kullanılır. Katman sayısını artırarak sınırlı alanda daha karmaşık devre düzenleri elde edilebilir, böylece hat geçişleri ve parazitler azaltılabilir. Örneğin motor sürücü devre kartlarında genellikle 8 veya daha fazla katmanlı devre kartları kullanılır. İç katman, güç ve toprak katmanlarını düzenlemek, devre için kararlı güç kaynağı sağlamak ve sinyal girişimini azaltmak için kullanılabilir; Dış katman, sinyal giriş ve çıkışını elde etmek için çeşitli elektronik bileşenlerin pinlerini bağlamak için kullanılır. Bu arada devrenin genişliğini ve aralığını makul şekilde tasarlamak çok önemlidir. Yüksek akım iletim hatları için hat direncini azaltmak, enerji kaybını ve ısı üretimini en aza indirmek için hat genişliği uygun şekilde genişletilecektir; Yüksek-hızlı sinyal hatları için, sinyal bütünlüğünü sağlamak ve sinyal yansımasını ve karışmayı azaltmak amacıyla hatların aralığı ve uzunluğu sıkı bir şekilde kontrol edilecektir.
Rüzgar santralleri ve güneş enerjisi santralleri gibi dağıtılmış yeni enerji üretim sistemlerinde devre kartlarının farklı kurulum ve bağlantı gereksinimlerine uyum sağlaması gerekebilir. Bu noktada modüler yapı tasarımı ortaya çıktı. Devre kartının tamamını işlevlerine göre birden fazla bağımsız modüle bölün; her modül montajdan önce ayrı ayrı tasarlanabilir, üretilebilir ve test edilebilir. Bu modüler tasarım yalnızca üretimi ve bakımı kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda modül kombinasyonlarının gerçek uygulama senaryolarına göre esnek bir şekilde ayarlanmasına olanak tanıyarak devre kartlarının çok yönlülüğünü ve ölçeklenebilirliğini artırır. Örneğin solar invertörlerin devre kartı tasarımında giriş devresi, invertör devresi, çıkış devresi vb. bağımsız modüller olarak tasarlanabilir ve farklı güç seviyelerindeki invertörün gereksinimlerine göre kombinasyon için uygun sayıda ve özellikte modül seçilebilir.
3, Üretim süreci: Kalite güvencesi
Yeni enerji devre kartlarının üretim süreci, bunların kalitesini ve performansını doğrudan etkiler ve alt katman işlemeden nihai ürün denetimine kadar her adımın sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Alt tabaka işleme, alt tabaka üzerinde kesme, delme ve diğer işlemleri içeren imalattaki ilk adımdır. Kesme işlemi sırasında, alt tabaka boyutlarının doğruluğunu sağlamak ve hataları çok küçük bir aralıkta kontrol etmek için yüksek-hassasiyete sahip kesme ekipmanı gerekir. Delme işlemi daha da kritiktir. Yeni enerji devre kartlarındaki çok sayıda açık delik için yüksek açıklık doğruluğu ve pürüzsüz delik duvarları gereklidir. Gelişmiş lazer delme teknolojisi bu süreçte önemli bir rol oynar, çünkü delik duvarına minimum hasar vererek küçük açıklıkların (0,1 mm'nin altı gibi) yüksek-hassasiyetle işlenmesini sağlayabilir, bu da sonraki elektrokaplama ve elektrik bağlantıları için faydalıdır.
Devre imalatı, imalattaki temel süreçlerden biridir ve çoğunlukla fotolitografi ve gravür teknikleriyle tamamlanır. Fotolitografi işlemi sırasında, alt tabaka yüzeyi ilk olarak fotorezist ile eşit şekilde kaplanır ve ardından tasarlanan devre desenini bir maske aracılığıyla fotorezistin üzerine maruz bırakmak için yüksek-hassasiyetteki fotolitografi ekipmanı kullanılır. Maruz kaldıktan sonra fotorezist, devre modeliyle tutarlı bir fotodirenç modeli bırakarak geliştirme işlemine tabi tutulur. Daha sonra, fotorezist tarafından korunmayan bakır folyoyu kimyasal bir aşındırma çözeltisi kullanılarak çıkarmak için aşındırma gerçekleştirilir ve böylece hassas bir devre oluşturulur. Bu işlem son derece yüksek çevre temizliği gerektirir ve çok küçük toz parçacıkları bile devrede kısa devre veya açık devre gibi arızalara neden olabilir. Bu nedenle üretim atölyeleri, litografi ve dağlama işlemlerinin yüksek düzeyde temiz bir ortamda gerçekleştirilmesini sağlamak için genellikle tozsuz-arıtma ekipmanları kullanır.
Devre üretimi tamamlandıktan sonra lehimlenebilirliğini ve koruyucu performansını artırmak için devre kartı üzerinde yüzey işlemi yapılması gerekir. Yaygın yüzey işleme işlemleri arasında kalay püskürtme, altın kaplama, kimyasal nikel kaplama vb. yer alır. Yeni enerji devre kartlarında, yüksek güvenilirlik gereklilikleri nedeniyle daldırma altın ve akımsız nikel kaplama işlemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Daldırma altın işlemi, bakır folyonun yüzeyinde düzgün bir altın tabakası oluşturabilir. Altının iyi iletkenliği ve korozyon direnci, yalnızca devre kartının lehimlenebilirliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda bakır folyo oksidasyonunu da etkili bir şekilde önler ve devre kartının servis ömrünü uzatır; Akımsız nikel altın kaplama işlemi, önce bakır folyonun yüzeyine bir nikel tabakası, ardından bir altın tabakası biriktirir. Nikel katmanı, bakır atomlarının altın katmana yayılmasını önleyen bir bariyer katmanı görevi görerek devre kartının güvenilirliğini ve stabilitesini daha da artırabilir.
Yeni enerji devre kartı fr4 pcb