Conception de circuits imprimés haute tension

• Définition de la carte de circuit imprimé haute tension
• Pourquoi concevoir des PCB pour les systèmes haute tension
• Réglementations et normes pour la conception de circuits imprimés haute tension
• Comment choisir le matériau pour la conception de circuits imprimés haute tension
• Approvisionnement en composants pour PCB haute tension
• Considérations relatives à la conception de circuits imprimés haute tension
• Types de circuits imprimés haute tension
• Directives de mise en page pour la conception de circuits imprimés haute tension
• Ligne de fuite et distance de dégagement dans les circuits imprimés haute tension
• Fabrication de circuits imprimés haute tension
• Processus d'assemblage de circuits imprimés haute tension
• Applications du circuit imprimé haute tension
• Conclusion

Circuit imprimé haute tension

Définition de la carte de circuit imprimé haute tension

Les cartes de circuits imprimés haute tension sont des types spéciaux de PCB qui peuvent supporter des tensions élevées et des fluctuations thermiques. Ils sont principalement fabriqués à partir de matériaux en cuivre lourd.

Des conditions telles qu'une faible pression d'air peuvent forcer les tensions à s'arc rapidement. Cela nécessite des matériaux capables de résister à ces fluctuations. Par conséquent, les PCB haute tension offrent la solution.

Conception de circuits imprimés haute tension

Pourquoi concevoir des PCB pour les systèmes haute tension

La plupart des industries ont besoin de PCB capables de supporter des tensions élevées.

Des industries telles que l'industrie aérospatiale, l'armée et les entreprises de production d'électricité ont besoin de ces cartes.

Dans certains cas, l'utilisation d'autres cartes peut entraîner une augmentation de la formation d'arcs, ce qui peut être gênant et coûteux.

Avantages de la conception de circuits imprimés haute tension

La conception de circuits imprimés haute tension présente de nombreux avantages en raison de l'utilisation de cuivre plus lourd, par rapport aux autres conceptions de circuits imprimés.

Sous-station de transport d'énergie

• Endurance améliorée aux contraintes thermiques – Avec le cuivre lourd, vous êtes assuré que la carte sera capable de supporter les fluctuations thermiques.
• Il est également livré avec une capacité accrue à transporter des courants. Vous ne trouverez peut-être cette qualité dans aucune autre planche.
• Les PCB haute tension ont également une résistance mécanique améliorée. Cela est évident dans les sites de connecteurs et les trous PTH.
• En incluant des poids de cuivre plus élevés sur la couche de circuits de la carte, la taille du produit est considérablement réduite.
• Les lourds vias cuivrés améliorent le transfert de chaleur vers les dissipateurs thermiques externes.

 Inconvénients de la conception de circuits imprimés haute tension

Certains des principaux inconvénients de la conception de cartes de circuits imprimés haute tension incluent :

·Long

La fabrication et l'assemblage de circuits imprimés haute tension prennent du temps.

Cela est dû aux modifications supplémentaires requises, y compris l'utilisation de cuivre plus lourd contrairement aux autres PCB.

·Cher

Les matériaux supplémentaires impliquent généralement un ajout au budget. Les tableaux haute tension nécessitent du cuivre plus lourd, ce qui a un coût.

Réglementations et normes pour la conception de circuits imprimés haute tension

Selon l'endroit où vous avez l'intention d'utiliser les cartes de circuits imprimés haute tension, elles doivent répondre aux normes de qualité suivantes :

Scan CT

·CGMP

Bonnes pratiques de fabrication actuelles Les réglementations sont établies par la Food and Drug Administration (FDA). Les normes CGMP sont essentielles lors de la conception de circuits imprimés haute tension pour les équipements médicaux.

·IEEE

Il s'agit de la Institute of Electrical and Electronics Engineers. C'est un organisme professionnel qui réglemente le développement de l'électrotechnique.

Il produit des revues périodiques qui donnent des conseils sur certaines des électrotechnologies les plus récentes et les plus avancées.

Assurez-vous de vous inscrire à cet organisme pour rester informé des technologies les plus récentes et des réglementations émergentes.

· CE

CE est une marque de qualité qui trouve son origine dans l'Espace économique européen.

Cela implique un certain nombre de mesures réglementaires que votre circuit imprimé haute tension doit respecter au sein de l'Union européenne.

Ces normes varient entre les normes sanitaires, les normes conviviales et les normes respectueuses de l'environnement.

Cela sera également utile lors de l'achat de composants sur les marchés de l'Union européenne. Assurez-vous que ces composants portent cette marque.

Assurez-vous également que vous atteignez ces normes lorsque vous avez l'intention de vendre ou d'utiliser votre planche en Europe. Cela devrait être quel que soit l'endroit où vous le fabriquez.

·RoHS

Les substances dangereuses sont généralement limitées par cette marque de normalisation. Il est également courant sur le marché européen.

Vos produits électroniques et électriques doivent être exempts de substances dangereuses.

Cette marque de normalisation vous durera environ cinq ans. Les produits restreints comprennent le plomb, le mercure, le chrome et le cadmium.

Ces réglementations restreignent également les PBB et les PBDE.

Lorsque vous achetez des composants pour votre circuit imprimé haute tension, assurez-vous que ces normes établies sont respectées. C'est une marque de normalisation universellement acceptée.

·CCC

La marque de certification chinoise est une autre marque cruciale à surveiller. Attendez-vous à cette marque de qualité sur les produits fabriqués, importés et utilisés en Chine.

Vous trouverez la plupart des fabricants de composants haute tension situés en Chine. Cette marque vous aidera beaucoup à garantir des normes de qualité.

· ISO

ISO 9000  est peut-être la marque de normalisation la plus communément acceptée universellement. C'est une assurance que les organisations respectent les normes souhaitées pour les consommateurs.

Assurez-vous que les composants que vous achetez pour votre circuit imprimé haute tension portent cette marque. C'est un gage de qualité.

Outre, ISO 14000  garantit que le circuit imprimé et le fabricant sont conformes aux normes environnementales sûres.

·ASTM

C'est aussi une autre organisation qui veille au respect des normes internationales. Il propose également des publications sur les stratégies de production.

Ces normes sont généralement convenues d'un commun accord. Les matériaux que vous utilisez dans la conception de votre circuit imprimé haute tension doivent répondre à ces normes.

Comment choisir le matériau pour la conception de circuits imprimés haute tension

La création de circuits imprimés haute tension s'accompagne d'un certain nombre de conditions strictes qui doivent être respectées. Il est crucial de s'assurer qu'aucun arc ne se forme pour que le produit soit sûr et fiable.

Cela signifierait que le design reste en parfait état même en vieillissant. Jetons un coup d'œil à certains des matériaux les plus recommandés :

Matériau PCB

· Stratifié FR4

Ce stratifié présente un claquage diélectrique élevé. Cependant, il a une porosité plus élevée que l'époxy et le polyimide. Cela le rend vulnérable à la contamination.

C'est une structure de bord plus faible. Chaque fois qu'il y a une fissure sur le bord, la valeur diélectrique diminue.

Les composants électroniques adjacents sont également susceptibles d'être carbonisés. Ceci est dû à des événements de surtension.

·BT Époxy

Ce matériau a des parois latérales solides. Il est le plus préféré pour les applications qui ont des bobines planes. C'est aussi le meilleur avec les circuits moyenne tension.

·Isola, stratifiés High V

Ceci est préféré car il éteint les arcs. Ils sont cependant chers.

Normalement, ils ne sont applicables que lors de la manipulation de panneaux simple face et de panneaux double face très basiques.

Il est important de noter que lors de l'utilisation de ces matériaux appropriés, vous devez tenir compte des facteurs environnementaux.

Lorsque vous utilisez des matériaux avec des normes d'isolation très élevées, assurez-vous que le matériau peut supporter des applications sous vide ou à haute puissance.

Approvisionnement en composants pour PCB haute tension

Composants PCB

Lors de l'approvisionnement en haute tension Composants PCB, il est essentiel de développer d'abord un nomenclature (nomenclature).

Cela donne un aperçu de tous les composants dont vous aurez besoin dans l'assemblage de votre carte.

Les détails doivent comprendre le nombre de pièces requises, les tailles et où les obtenir. Avec une nomenclature bien énoncée, vous aurez un aperçu clair de l'ensemble du processus.

Dans la plupart des cas, vous devrez externaliser certains composants auprès d'autres fabricants.

Pour des conseils appropriés sur ce dont vous avez besoin, la nomenclature sera une exigence. Comme nous l'avons appris, cela aidera les fabricants à identifier ce dont vous avez besoin pour votre circuit imprimé haute tension.

Vous devez vous approvisionner en composants auprès d'une entreprise fiable, expérimentée et certifiée.

N'oubliez pas que vous utiliserez la nomenclature pour générer les devis.

Lorsque vous êtes approvisionnement en composants PCB à l'étranger, le fabricant devrait avoir des capacités d'expédition.

Habituellement, les composants sont fragiles, d'où la nécessité d'un emballage et d'une expédition spéciaux. Assurez-vous que le fabricant dispose de ces fonctionnalités.

Avec ces considérations, vous serez assuré que les composants externalisés répondent à vos besoins.

Composants PCB

Bien sûr, le type de composants PCB que vous allez acheter dépend des applications spécifiques de la carte de circuit imprimé.

Ne vous efforcez pas d'obtenir des composants bon marché. La qualité est primordiale lorsqu'il s'agit de composants PCB haute tension.

Considérations relatives à la conception de circuits imprimés haute tension

Vous êtes censé prendre en compte de nombreuses considérations lors de la conception d'un PCB haute tension. Plongeons-nous dans certaines de ces considérations de conception.

1. Directives de conception de circuits imprimés haute tension

Circuit imprimé haute tension

Tenez compte de votre fréquence de fonctionnement

Cela affectera votre conception haute tension car un arc électrique à une tension inférieure est susceptible de se produire à des fréquences élevées.

Cela nécessite un bon espacement entre les lignes de signal et une attention particulière à la fin du spectre de fréquences.

Le différentiel DC peut potentiellement provoquer une gravure. Cela peut également entraîner une migration électrochimique. De plus, du fait de la migration de l'électrochimique, les couches sont susceptibles de s'arc.

Cela réduira les lignes de fuite et les distances de dégagement de la carte.

Certains des métaux les plus courants qui contribuent à la migration électrochimique sont l'étain, l'argent et parfois le cuivre.

Vous pouvez minimiser cela en évitant l'utilisation d'étain ou d'argent pur lors de la finition de votre conception de PCB haute tension.

Si vous devez utiliser de l'étain, ajoutez-y une faible teneur en plomb pour contrôler l'apparition de filaments conducteurs.

Déclasser vos composants

Le déclassement est important lorsque votre conception est destinée à fonctionner dans des environnements à fortes contraintes. Abaissez la valeur la plus élevée du courant, de la tension et même de la température du composant.

Cela donnera au produit une durée de vie plus longue, qui est calculée à l'aide de votre note en pourcentage.

Vous devez donc déclasser vos matériaux à une valeur de paramètre qu'ils connaîtront lors d'une utilisation réelle. Cela réduira les coûts de production.

Courtoisie photo : Point électronique

Notez que les risques associés aux cartes sont dus à une surtension, provoquant un arc électrique sur la carte.

Assurez-vous de déclasser au maximum, et non à la tension moyenne. Cela permettra à votre circuit imprimé haute tension de survivre en cas de surtension.

Sélectionnez vos composants

Après le déclassement, passez en revue tous les composants que vous avez sélectionnés. La haute tension est susceptible de provoquer une grande variabilité des connexions électriques sur votre carte.

Cela entraînera également des contraintes de champ parmi les composants de la carte.

Les fluctuations de tension peuvent également créer des points d'arc et détruire des composants.

2. Directives de conception de circuits imprimés haute tension multicouches

Examinons quelques lignes directrices pour les quatre couches carte de circuit imprimé haute tension multicouche.

Il s'agit d'une procédure assez complexe en raison du nombre de normes établies qui doivent être suivies.

PCB multicouche

Selon l'espacement des conducteurs électriques, les cartes avec une différence de 80 V entre les conducteurs doivent avoir les qualités suivantes entre les conducteurs :

• Les couches internes sont censées avoir 0.1 mm entre elles.
• Les couches externes non revêtues doivent avoir 0.6 mm entre elles.
• Les couches externes qui sont enduites, d'autre part, doivent avoir 0.13 mm entre elles.

Ces chiffres ne sont que le jeu minimum que les couches doivent avoir entre elles. Il est crucial de noter que les vias haute puissance conservent un dégagement côté basse tension.

3. Circuits en cuivre lourds dans la conception de circuits imprimés haute tension

Les circuits en cuivre lourd sont généralement fabriqués avec du cuivre pesant entre 4 oz/ft2 et 20 oz/ft2.

Il existe également des cas où du cuivre pesant entre 20 oz/ft2 et 200 oz/ft2 est utilisé. C'est ce qu'on appelle le cuivre extrême.

 PCB en cuivre épais

Concentrons-nous sur le cuivre extrême.

4.Construction de cuivre de circuit lourd

La seule différence entre la fabrication de PCB en cuivre lourd et les autres PCB réside dans la gravure. Les techniques de placage semblent également différer considérablement. Le tressage est à grande vitesse tandis que la gravure est différentielle.

Dans ce placage, vous, en tant que fabricant, aurez la possibilité d'augmenter l'épaisseur du cuivre. Cette épaisseur sera réalisée à la fois dans les trous métallisés et dans les parois latérales des vias.

circuit imprimé

PowerLink est la méthode utilisée pour combiner le cuivre lourd avec d'autres fonctionnalités ordinaires d'une seule carte. Cela présente certains avantages, notamment une réduction du nombre de couches. Cela conduit également à une faible impédance dans la production d'énergie et à des coûts de production réduits.

5.Capacité de charge actuelle et élévation de température

Habituellement, le niveau de tolérance de courant dans un circuit en cuivre dépend de l'échauffement qu'il peut supporter.

En effet, il existe une corrélation positive entre l'échauffement et le flux de courant.

La circulation du courant le long d'une trace entraîne un échauffement localisé. La conduction est responsable du refroidissement de la trace et de son expulsion ultérieure vers l'environnement extérieur.

Le courant maximal qu'une trace peut tolérer est établi en estimant l'échauffement associé au courant appliqué.

Assurez-vous qu'il y a un équilibre entre le taux de chauffage et le taux de refroidissement.

6. Résistance et capacité de survie du circuit imprimé

Il existe un grand nombre de matériaux diélectriques parmi lesquels vous pouvez choisir.

Cependant, si vous allez exposer votre planche à des environnements extrêmes, vous devez utiliser des matériaux exotiques.

L'utilisation de circuits en cuivre lourds permet d'éviter les pannes thermiques. Lorsque vous plaquez les trous à 2 oz/ft2, les risques d'échec sont limités à zéro.

7.Gestion thermique

La chaleur dégagée lors du fonctionnement de la carte doit être dissipée. Cette dissipation doit se faire de la source vers l'environnement.

Si les composants sont laissés à surchauffer, le résultat probable est la défaillance de l'ensemble du système.

Gestion thermique – Photo courtoisie : Nex Logic

Lors de l'utilisation de circuits en cuivre lourds, la perte de chaleur sera réduite. Le circuit en cuivre lourd y parvient en éloignant la chaleur des composants cruciaux.

Dissipateurs s'assurer que la chaleur est dissipée du point de génération vers l'environnement extérieur.

Types de circuits imprimés haute tension

Lorsque vous recherchez des cartes de circuits imprimés haute tension, vous pouvez envisager l'un des éléments suivants :

i. PCB haute tension unilatéral

Ce sont les formes les plus élémentaires de cartes de circuits imprimés haute tension. Ce sont les planches les plus préférées pour les conceptions à faible densité.

PCB unilatéral

Cette carte n'a généralement pas de trous métallisés. La résistance est imprimée sur le panneau de cuivre nu. Vous procédez ensuite à la gravure et à l'impression du masque de soudure.

En utilisant de la résine photosensible, vous pourrez modéliser le circuit. Les matières premières utilisées dans la fabrication de ces panneaux comprennent le FR4, l'aluminium et la base en cuivre.

ii. PCB haute tension double face

Contrairement au circuit imprimé haute tension unilatéral, cette carte comporte deux couches conductrices. Cela signifie que les deux côtés du plateau ont à la fois des traces et des chemins. Cette amélioration des capacités informe sur son utilisation dans les applications électroniques avancées.

PCB double face – Photo courtoisie : Projets d'ingénierie

Deux méthodes sont utilisées pour monter des composants sur cette carte : la technologie à trou traversant et la technologie de montage en surface.

Les couches sont également laminées des deux côtés de la planche. La résine époxy de verre est généralement utilisée comme matériau isolant pour isoler la base de la conception.

Utilisez une feuille de cuivre pour stratifier les deux côtés du substrat et un masque de soudure pour protéger la carte.

iii. PCB haute tension multicouches

Les PCB haute tension multicouches ont généralement plus de trois couches conductrices enfouies au centre du matériau. Cela le rend différent des PCB haute tension à simple et double face.

Pour réaliser cette conception multicouche, alternez les couches de préimprégné et les matériaux de base.

PCB multicouche

Vous aurez besoin d'une température et d'une pression élevées pour stratifier ces matériaux ensemble. Cela aidera à éliminer l'air emprisonné entre les couches.

Les conducteurs sont en outre encapsulés avec de la résine. Vous procédez ensuite à la fonte et au durcissement de l'adhésif qui maintient les couches ensemble.

Dans la fabrication de circuits imprimés haute tension multicouches, vous pouvez utiliser du verre époxy de base, de la céramique exotique ou des matériaux en téflon.

iv. PCB rigides flexibles haute tension

Ce type de circuit imprimé haute tension est constitué de substrats de circuits rigides et flexibles laminés ensemble.

PCB rigide et flexible

Normalement, le substrat flexible est constitué de polyimides flexibles comme le Kapton ou le Norton. Ces polyamides sont généralement laminés avec du cuivre à l'aide de chaleur, d'adhésif acrylique et de pression.

C'est ce qui est laminé avec le substrat rigide. Vous monterez ensuite des composants des deux côtés de la carte multicouche résultante.

Le circuit imprimé haute tension flexible rigide ne nécessite pas de câbles de connexion entre les deux substrats. En effet, le circuit PCB flexible réalise une connexion électrique.

Cela conduit à un certain nombre d'avantages en termes de performances.

Tout d'abord, il améliore la transmission du signal du circuit et conduit à une impédance contrôlée dans le circuit.

Les circuits imprimés haute tension rigides et flexibles aident également à éliminer les problèmes de connexion courants tels que les joints froids. Le poids est également réduit, tout en offrant suffisamment de composants pour plus de composants.

Directives de mise en page pour la conception de circuits imprimés haute tension

Lorsque vous concevez votre PCB haute tension, vous devrez d'abord isoler les zones haute tension. Regrouper les circuits haute tension ensemble minimisera l'impact sur votre carte.

PCB Layout

• Assurez-vous de réduire la tension aux bornes de la carte et d'isoler les sources de bruit. Les interconnexions doivent également être minimisées.
• Utilisez des contrôles de conception pour vous assurer que le circuit imprimé haute tension offre d'excellentes performances et une protection à vie.
• Dans votre conception, assurez-vous que la ligne de fuite et la distance de dégagement sont respectées.
• Le dégagement est généralement la distance la plus courte dans l'air entre deux couches conductrices. Un jeu plus petit sur le PCB est susceptible de conduire à la formation d'un arc entre les cartes lors d'une surtension.
• La ligne de fuite, en revanche, est la distance entre les couches conductrices d'un PCB. Il s'agit d'une mesure de la distance la plus courte le long du matériau de la surface isolante.
• La fréquence de fonctionnement est également un autre aspect critique à prendre en compte dans la conception de circuits imprimés haute tension. Évitez l'utilisation d'étain pur ou d'argent pour finir ce type de PCB.
• Les composants doivent également être déclassés à la tension maximale par opposition à la tension moyenne. Cela vous assure la sécurité et la capacité de survie du produit lorsqu'il est soumis à une surtension.
• Pour éviter l'apparition d'un arc, vous devez éviter les coins et les arêtes vives.
• Pour les pads, il est important de veiller à ce que les courbes soient lisses. Les coins doivent également être courbés. Vous pouvez également utiliser des billes de soudure aux points de connexion.
• Assurez-vous que le matériel que vous utilisez pour le tableau est approprié. Ces matériaux comprennent le stratifié FR4, l'époxy BT et le stratifié Isola High V. Les PCB haute tension nécessitent des stratifiés qui tolèrent les surtensions.
• Il est également très important de s'assurer que la teneur en résine de verre utilisée est la bonne. Si ceux-ci ne sont pas sélectionnés de manière appropriée, le résultat pourrait être des défauts dans le produit final.

Ligne de fuite et distance de dégagement dans les circuits imprimés haute tension

Comme tous les autres circuits imprimés, les cartes de circuits imprimés haute tension ont également des exigences d'espacement serrées. Ceux-ci sont généralement mesurés en ligne de fuite et en dégagement.

Un arc peut facilement se former entre les éléments conducteurs du circuit imprimé haute tension.

Lorsque vous espacez correctement les composants sur le circuit imprimé haute tension, vous réduisez les risques d'apparition d'un arc. Cet espacement est déterminé par le jeu et la ligne de fuite.

Le terme dégagement est la distance sur laquelle l'air circule entre deux conducteurs.

Lorsque les couches conductrices entre le circuit imprimé haute tension manquent d'espace suffisant, un arc est susceptible de se former.

La ligne de fuite est la distance entre deux conducteurs. Cependant, c'est à la surface du matériau et non dans l'air.

Lorsque votre PCB haute tension a une ligne de fuite appropriée, les composants ne deviendront pas trop encombrés.

Fabrication de circuits imprimés haute tension

Le circuit imprimé haute tension, comme tout autre circuit imprimé, est fabriqué en cuivre. Habituellement, le cuivre est plaqué sur un substrat puis découpé pour exposer la conception de la carte.

Assemblée PCB

Ce qui suit est une procédure étape par étape sur la façon de fabriquer votre PCB haute tension.

Étape 1 - La conception

La conception de la carte vous donnera le plan sur lequel votre PCB haute tension sera basé. Habituellement, cela se fait à l'aide d'un logiciel informatique.

Vous utiliserez le calculateur de largeur de trace lors de la génération des détails des couches interne et externe du circuit imprimé haute tension.

Étape 2 - Impression du dessin

Dans cette étape, utilisez l'imprimante traceur pour imprimer la conception du circuit imprimé haute tension. En effet, il est capable de produire un film qui détaille les couches de la planche.

Après l'impression, utilisez deux couleurs d'encre différentes dans les couches internes du carton.

L'encre claire désignera les zones non conductrices tandis que les traces de cuivre conductrices seront indiquées à l'encre noire. Utilisez les mêmes couleurs sur les couches extérieures mais avec des significations inversées.

Étape 3 - Création du substrat

À ce stade, nous pouvons affirmer avec confiance que votre circuit imprimé haute tension a commencé à prendre forme. Les substrats commencent à se former lorsque vous passez la planche dans un four.

Le passage de la résine époxy et de la fibre de verre à travers la chaleur les semi-durcit.

Procéder au pré-collage du cuivre des deux côtés de la couche, puis graver pour exposer le dessin des films imprimés.

Étape 4 - Impression des couches internes

Après avoir créé le substrat, imprimez le dessin sur un stratifié, qui est le corps de la structure.

Utiliser un film photosensible pour recouvrir la structure. Ceci est également nécessaire pour l'alignement des plans et l'impression finale sur le tableau.

Percez des trous sur la planche. Cela aidera également dans le processus d'alignement.

Étape 5 - Lumière ultraviolette

Après avoir aligné la résine et le stratifié, passez-les à la lumière ultraviolette. Cela aidera à durcir la résine photosensible.

Après avoir traversé la lumière ultraviolette, les voies de cuivre seront exposées. Les pièces destinées à être retirées sont empêchées de durcir par l'encre noire.

Vous pouvez ensuite plonger les couches dans une solution alcaline pour éliminer l'excès de résine photosensible.

Étape 6 - Suppression du cuivre indésirable

Dans cette étape, vous retirerez l'excès de cuivre qui sera resté sur la carte.

Pour que ce processus ait lieu, lavez la planche avec une solution similaire à la solution alcaline utilisée précédemment.

Cela éliminera l'excès de cuivre sur la carte.

Au cours de ce processus, la résine photosensible durcie restera intacte.

Étape 7 – Inspection

À des fins d'alignement, vous devrez inspecter les couches nettoyées. Les trous précédemment percés vous permettront également d'aligner les couches intérieure et extérieure.

À l'aide d'une perceuse optique, vous pourrez aligner les couches. Après l'inspection à l'aide du poinçon optique, utilisez une autre machine pour inspecter la carte.

Cela aidera à dissiper le doute quant à savoir si la planche est parfaite. Il est important d'utiliser la machine d'inspection avancée car vous ne pourrez pas corriger les erreurs manquées.

Étape 8 - Stratification des couches

À ce stade, la planche va maintenant prendre la forme finale. Ceci est le résultat de la fusion des planches ensemble.

Utilisez des pinces métalliques pour maintenir les couches ensemble au début du processus de stratification. Assurez-vous que la couche de préimprégné va dans le bassin d'alignement.

Après cette sous-étape, placez une couche de substrat au-dessus du préimprégné. Cela devrait ensuite être remplacé par la mise en place d'une couche de feuille de cuivre.

Ajoutez à cela de la résine préimprégnée. En fin de compte, vous pouvez procéder à l'ajout d'une couche de cuivre. C'est la plaque de presse.

Étape 9 - Appuyez sur les calques

Vous devez maintenant presser les couches ensemble. Cela commence par le poinçonnage des broches à travers les couches pour s'assurer qu'elles sont bien alignées et sécurisées.

Selon la technologie que vous utilisez, ces broches peuvent être retirées ultérieurement.

Après cela, vous appliquerez à la fois de la chaleur et de la pression sur les couches. Avec la chaleur, l'époxy fondra dans le préimprégné.

La pression à l'autre extrémité aidera à la fusion des couches ensemble.

Étape 10 - Perçage

Vous devez utiliser une perceuse assistée par ordinateur qui conduira à l'exposition du substrat et des panneaux intérieurs.

Retirez tout cuivre qui restera après cette étape.

Étape 11 - Placage

Utilisez une solution chimique pour fusionner ces couches. Procédez au nettoyage de la carte avec les produits chimiques recommandés.

Le panneau sera recouvert d'une fine couche de cuivre. Celle-ci s'infiltre dans les trous percés précédemment.

Étape 12 - Imagerie de la couche externe

Appliquez une couche de résine photosensible sur la surface de la couche externe comme vous l'avez fait à la troisième étape.

Vous pouvez ensuite envoyer le panneau pour imagerie.

Utilisez à nouveau la lumière ultraviolette pour durcir la résine photosensible. Retirez l'excès de résine photosensible.

Étape 13 - Placage

Plaquez le panneau avec une fine couche de cuivre, comme vous l'avez fait à l'étape 11

Enduisez la planche d'une fine couche d'étain. Cela offrira une protection au cuivre sur la couche extérieure. En conséquence, le cuivre ne sera pas gravé.

Étape 14 - Gravure

Dans cette étape, vous devez éliminer l'excès de cuivre piégé sous la couche de réserve. La couche de protection en étain sécurisera le cuivre nécessaire.

Étape 15 - Application du masque de soudure

Avant d'appliquer le masque de soudure, nettoyez tous les panneaux. Ensuite, appliquez l'époxy avec le film de masque de soudure.

Si vous vous rendez compte que le masque de soudure est en excès, exposez la carte à la lumière ultraviolette. Le masque de soudure requis restera cuit sur la carte.

Étape 16 – Sérigraphie

Il s'agit d'une étape cruciale car elle garantit que les informations critiques sont imprimées sur le tableau haute tension. Après l'application, procéder au dernier processus de revêtement et de durcissement du panneau.

Étape 17 - Finition de surface

La qualité du collage est une considération essentielle dans la finition de surface. En fonction des exigences de la carte, vous déciderez de la finition de soudure à utiliser.

Étape 18 - Tests

Des tests électriques sont généralement effectués sur les cartes pour s'assurer qu'elles répondent aux normes établies. Vous pouvez engager un technicien pour le faire à votre place.

Sans ce processus, le conseil ne peut pas être considéré comme complet. Comparez avec la conception du plan d'origine pour vous assurer que la qualité n'est pas compromise.

Processus d'assemblage de circuits imprimés haute tension

 Assemblée PCB

Step 1: Stenciling de pâte à braser

Le procédé présente des similitudes avec la sérigraphie des chemises. Cependant, l'exception de ce procédé se caractérise par la mise en place d'une fine couche d'acier inoxydable pochoir sur le PCB.

Cela signifie que vous n'appliquerez la soudure que sur certaines parties du circuit imprimé haute tension.

Ces pièces sont généralement les endroits sur lesquels les composants seront montés dans le produit final.

Pour fondre et adhérer efficacement à une surface, la soudure est mélangée avec du flux.

Pochoir PCB

A l'aide d'un applicateur, appliquer la pâte à souder avec précision sur les zones prévues. La machine vous aidera également à étaler la pâte uniformément sur la planche.

Lorsque vous retirez enfin le pochoir, la pâte à souder restera sur les emplacements pré-identifiés.

Étape 2: Pick and Place

Après l'application de la pâte à souder, vous pouvez maintenant sélectionner et placer des composants à l'aide d'une machine de sélection et de placement.

Il s'agit d'une machine robotique qui facilite le placement des composants de montage en surface (CMS).

Ces composants sont ensuite soudés sur la surface de la carte dans une étape ultérieure.

Dans le passé, ce processus se faisait à l'aide d'une pince à épiler.

Cela s'est traduit par le placement manuel des composants là où les assembleurs sélectionnaient et plaçaient les composants.

De plus, la première méthode était imparfaite en raison de la fatigue et de la fatigue oculaire chez les assembleurs.

Actuellement, l'automatisation a favorisé la précision et l'efficacité. Les machines automatisées peuvent travailler XNUMX heures sur XNUMX sans se fatiguer.

À l'aide d'une pince à vide, la machine automatisée peut prélever et placer des composants sur la station.

Le robot applique ensuite les SMT sur la surface de la surface du circuit imprimé haute tension. Les composants sont montés sur la pâte à souder aux emplacements identifiés précédemment.

Étape 3: Soudage par refusion

Après avoir placé les composants de montage en surface, il est essentiel de s'assurer qu'ils y adhèrent. Il est donc nécessaire de solidifier la pâte à braser pour maintenir les composants sur la carte.

Transférer la carte haute tension sur le tapis roulant, qui déplacera la carte à travers un four de refusion.

Dans le four, divers appareils de chauffage chauffent la planche à une température d'environ 250 degrés Celsius. Ces températures font fondre la soudure dans la pâte à souder.

Le PCB continue de se déplacer dans le four, où il est soumis à des radiateurs plus froids pour solidifier la soudure fondue.

De plus, ce processus se déroule de manière contrôlée, créant des soudures permanentes qui connectent les dispositifs de montage en surface à la carte de circuit imprimé.

Lors de la refusion de PCB haute tension recto-verso, des mesures particulières devront être mises en place. Il faut pochoir et refusionner chaque face séparément.

Vous allez d'abord pochoir le côté qui a moins de parties et plus petites, puis répétez la même chose de l'autre côté.

Étape 4 : Inspection et contrôle de la qualité

Après avoir soudé les composants de montage en surface à leur place, testez leur fonctionnalité.

Le mouvement intense qui caractérise le processus de refusion est susceptible de dégrader la qualité de la connexion. Cela peut également entraîner une absence totale de connexion ou des courts-circuits électriques.

De nombreuses méthodes d'inspection peuvent être utilisées pour s'assurer que de tels défauts sont absents. Laissez-nous discuter de certaines des méthodes que vous pouvez utiliser ici.

·Vérifications manuelles

Bien qu'il y ait eu récemment des progrès technologiques dans l'inspection des PCB, la vérification manuelle est encore couramment utilisée.

Lorsqu'il s'agit d'un petit nombre de lots, une inspection visuelle en personne peut s'avérer utile. Cela vous aidera à déterminer la qualité de la carte après le processus de refusion.

·Inspection optique automatique

Cette méthode est la plus efficace lors de l'inspection d'un grand nombre de lots lors de l'assemblage de circuits imprimés haute tension.

La machine utilisée est connue sous le nom de machine d'inspection optique automatique (AIO). Ses capacités d'inspection sont réalisées par des caméras de grande puissance.

De plus, les caméras sont stratégiquement placées pour visualiser les connexions soudées.

La machine utilise différentes lumières pour indiquer la qualité des différentes connexions de soudure. Cela permet à l'AOI d'identifier les soudures de mauvaise qualité.

L'AOI évalue généralement la qualité des cartes en très peu de temps.

·Inspection aux rayons X

L'inspection par rayons X n'est pas une méthode d'inspection très courante. Il est plus approprié pour les cartes considérées comme complexes ou multicouches.

Avec les rayons X, vous pouvez voir à travers les couches. Cela vous permet de visualiser les couches inférieures et d'identifier les problèmes cachés.

Lorsque vous vous rendez compte que les cartes ont mal fonctionné, vous avez deux options. Vous pouvez les retravailler ou les supprimer complètement, selon la gravité du dysfonctionnement.

Il est important de noter que même si ces inspections ne parviennent pas à trouver des erreurs, d'autres tests de fonctionnalité devraient suivre. Vous testerez les connexions de la carte pour vous assurer de la qualité.

Si les cartes haute tension que vous testez nécessitent une programmation ou un étalonnage, d'autres tests seront nécessaires pour vérifier la fonctionnalité.

Vous devez effectuer ces tests régulièrement après le processus de refusion pour déceler les problèmes potentiels. Ces vérifications garantiront l'identification et la correction des défauts en temps opportun. Cela vous aidera à économiser du temps et des ressources.

Étape 5: Insertion de composant traversant

Selon les applications que vous comptez faire à partir de la carte haute tension, les composants pourraient aller au-delà des CMS habituels.

Certains PCB nécessitent des composants traversants plaqués (PTH).

Ces composants transmettent des signaux à travers la carte à l'aide de trous métallisés.

De tels composants ne peuvent pas être montés par des SMD de soudage par refusion. Il existe deux options pour souder des composants à trous traversants sur les cartes de circuits imprimés haute tension.

·Soudure manuelle

L'insertion manuelle par trou traversant est l'endroit où un individu insère un seul composant dans un PTH prédestiné et le soude.

Lorsque la première personne a terminé, le plateau passe à la personne suivante qui insère également le composant suivant.

Le processus se poursuit jusqu'à ce que tous les composants PTH soient correctement fixés.

Cela peut être un processus très peu pratique, long et fatigant, en particulier lorsque les composants sont nombreux. Cependant, il existe un certain nombre de conceptions qui nécessitent encore cette méthode de soudage des composants PTH.

·Soudure à la vague :

Il s'agit de la version automatisée du soudage des composants PTH. Cependant, le processus impliqué dans cette méthode est étonnamment différent.

Après avoir mis en place le composant PTH, vous placerez la carte PCB haute tension sur un tapis roulant.

La bande transporteuse passera par un four dans lequel la soudure fondue lave le fond de la carte. En conséquence, les broches au bas de la carte sont soudées d'un coup.

Cela ne peut être fait que sur un côté des PCB et peut s'avérer délicat pour les PCB haute tension double face. La soudure des composants de la deuxième face est susceptible de perturber le fonctionnement des composants déjà soudés.

Étape 6 : Inspection finale et test fonctionnel

Lorsque vous avez terminé le processus de soudure, effectuez les tests finaux pour vous assurer de la fonctionnalité de la carte.

Le processus est une simulation des conditions dans lesquelles la conception de PCB haute tension fonctionnera.

Assurez-vous que vous exécutez la puissance à travers les rythmes de la planche. Utilisez des testeurs pour surveiller les caractéristiques électriques des PCB haute tension.

Des fluctuations inacceptables de la tension, du courant et de la sortie du signal sont des indications de défaillance de la carte.

Décidez de mettre au rebut ou de recycler un tel panneau en fonction de l'ampleur des fluctuations et des normes établies.

Cela devrait être la dernière étape de l'assemblage de circuits imprimés haute tension.

Applications du circuit imprimé haute tension

Assemblage PCB haute tension

·Applications militaires

Les PCB à courant élevé sont utilisés dans la fabrication d'applications militaires en ajoutant des couches en double. Les couches ont 3 à 4 onces supplémentaires de cuivre en parallèle.

Les couches croisent les doigts, ce qui leur permet de partager équitablement les courants. Cela permet à la carte d'éliminer le partage de charge.

En conséquence, le stress thermique est réduit dans les applications.

Cela informe l'application dans la fabrication de systèmes de contrôle d'armes.

Les PCB haute tension sont également utilisés dans la fabrication d'alimentations électriques pour les systèmes radar.

Les panneaux de distribution d'énergie militaires et les charges de batterie et le système de surveillance sont également fabriqués à l'aide de PCB haute tension.

·Applications aérospatiales

Les conceptions de circuits imprimés haute tension sont également utilisées dans l'industrie aérospatiale. Les contraintes thermiques courantes dans d'autres cartes peuvent facilement entraîner plusieurs défaillances du système, avec des conséquences fatales.

Cela informe l'utilisation de cartes haute tension dans la fabrication de systèmes radar.

Ils sont également utilisés dans la fabrication d'accessoires de communication dans l'industrie aérospatiale. Outre les avions, ces cartes sont également utilisées dans les engins spatiaux et autres équipements spatiaux.

·Transformateurs de puissance

Les transformateurs de puissance sont généralement fabriqués à l'aide de circuits imprimés haute tension. Cela peut être attribué à la capacité de la carte à contrôler les contraintes thermiques.

Habituellement, les transformateurs de puissance agissent comme des réseaux de distribution pour divers utilisateurs d'électricité. Cela implique beaucoup de fluctuations thermiques qui doivent être régulées.

Conclusion

Les PCB haute tension sont très importants dans la fabrication d'applications qui fonctionnent dans des conditions thermiques fluctuantes.

Ils sont spécialement conçus pour gérer de telles fluctuations.

Avec une fabrication appropriée de la carte au processus d'assemblage, vous êtes assuré d'une efficacité.

Par conséquent, vous devez tenir compte de tous les aspects mis en évidence dans ce guide.

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