隨著科技的發(fā)展,工業(yè)級(jí)UPS電源在各類工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,而其核心部件PCBA的SMT貼片工藝對(duì)于確保大電流承載能力至關(guān)重要。以下是幾種確保大電流承載能力的方法:
優(yōu)化PCB設(shè)計(jì)
- 增加銅厚:銅厚是影響PCB載流能力的關(guān)鍵因素之一。常見的PCB銅厚有1OZ、2OZ等,而在工業(yè)級(jí)UPS電源PCBA中,可選擇更厚的銅箔,如4OZ甚至更厚。例如,使用4OZ銅厚的PCB,在相同條件下,其載流能力相比1OZ銅厚的PCB有顯著提高。
- 加寬線徑:根據(jù)PCB的載流公式,在允許的PCB尺寸范圍內(nèi),盡可能加寬走線寬度,以降低走線電阻,從而提高載流能力。如對(duì)于1OZ銅厚的電路板,在10℃溫升時(shí),100mil寬度的導(dǎo)線能夠通過4.5A的電流,當(dāng)寬度增加時(shí),其載流能力也會(huì)相應(yīng)提高,但增加幅度會(huì)逐漸減小。
- 縮短走線長(zhǎng)度:走線越長(zhǎng),電阻越大,在通過大電流時(shí)產(chǎn)生的熱量也越多。因此,在PCB布局布線時(shí),應(yīng)盡量縮短大電流路徑的長(zhǎng)度,減少走線電阻和功率損耗,降低發(fā)熱風(fēng)險(xiǎn),從而提高大電流承載能力。
- 增加散熱設(shè)計(jì):設(shè)置散熱過孔、敷銅等方式,可以將大電流通過時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳導(dǎo)到PCB表面或其他散熱部件,降低PCB的溫度,防止因過熱導(dǎo)致PCB性能下降或損壞,進(jìn)而提高大電流承載的可靠性。
采用特殊的工藝和材料
- 使用銅排或接線柱:對(duì)于非常大的電流,僅靠PCB走線可能難以滿足要求,這時(shí)可以采用銅排或接線柱的方式。在PCB上或產(chǎn)品外殼上固定耐受大電流的接線柱,如表貼螺母、PCB接線端子、銅柱等,然后通過銅鼻子等接線端子將能承受大電流的導(dǎo)線接到接線柱上,使大電流通過導(dǎo)線來傳輸,從而有效提高大電流承載能力。此外,還可以定做銅排,將銅排焊接到PCB上,利用銅排來走大電流,這也是工業(yè)上常見的做法,如在變壓器、服務(wù)器機(jī)柜等應(yīng)用中都有廣泛使用。
- 應(yīng)用特殊PCB工藝:有一種3層銅層設(shè)計(jì)的PCB,頂層和底層是信號(hào)布線層,中間層是厚度為1.5mm的銅層,專門用于布置電源,這種PCB可以輕易做到小體積過流100A以上,為工業(yè)級(jí)UPS電源PCBA的大電流承載提供了新的思路。
選用合適的SMT貼片元件
- 大電流元件:選擇額定電流裕量充足的大電流元件,確保元件在工作時(shí)不會(huì)因過流而損壞。同時(shí),元件的封裝形式也會(huì)影響其在SMT貼片中的性能和可靠性,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求和PCB布局選擇合適的封裝形式。
- 低電阻元件:使用低電阻的貼片電阻、電感等元件,減少元件在大電流通過時(shí)的功率損耗和發(fā)熱,提高整個(gè)電路的大電流承載能力和穩(wěn)定性。
嚴(yán)格控制SMT貼片工藝
- 錫膏印刷:采用高質(zhì)量的錫膏,并精確控制錫膏印刷量,確保焊點(diǎn)具有良好的電氣連接和機(jī)械強(qiáng)度。錫膏量不足可能導(dǎo)致虛焊,而錫膏量過多則可能引起短路等缺陷,影響大電流的正常傳輸。
- 回流焊工藝:優(yōu)化回流焊溫度曲線,確保焊點(diǎn)在焊接過程中能夠充分熔化、潤(rùn)濕和冷卻,形成良好的焊點(diǎn)。不合理的回流焊工藝可能導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)部存在氣孔、虛焊等缺陷,降低焊點(diǎn)的載流能力。
- 元件貼裝:保證元件在貼裝過程中的位置準(zhǔn)確性和焊接質(zhì)量,避免元件虛焊、假焊或焊點(diǎn)不牢固等問題。對(duì)于大電流元件,應(yīng)特別注意其貼裝壓力和焊接強(qiáng)度,確保元件與PCB之間有良好的電氣連接和熱傳導(dǎo)性能。
加強(qiáng)測(cè)試與檢驗(yàn)
- 在線測(cè)試:在SMT貼片生產(chǎn)線上設(shè)置在線測(cè)試設(shè)備,對(duì)貼片后的PCBA進(jìn)行實(shí)時(shí)電氣性能測(cè)試,包括導(dǎo)通測(cè)試、電阻測(cè)試、電壓測(cè)試等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的電氣連接問題,確保大電流回路的完整性。
- 功能測(cè)試:對(duì)組裝完成的工業(yè)級(jí)UPS電源PCBA進(jìn)行功能測(cè)試,在模擬實(shí)際工況下施加大電流,觀察其工作狀態(tài)和性能表現(xiàn),檢驗(yàn)其是否能夠穩(wěn)定承載大電流,并滿足產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。
- 可靠性測(cè)試:進(jìn)行高溫老化、溫度循環(huán)、濕度測(cè)試等可靠性測(cè)試,模擬PCBA在惡劣環(huán)境下的使用情況,評(píng)估其長(zhǎng)期承載大電流的可靠性和穩(wěn)定性。通過這些測(cè)試,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量隱患,采取相應(yīng)的改進(jìn)措施,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素,內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí),歡迎訪問深圳PCBA加工廠-1943科技。