Dans le cadre de la tendance mondiale de transition active vers une énergie durable, la nouvelle industrie énergétique est en plein essor. Des véhicules à énergie nouvelle aux équipements de production d'énergie solaire et éolienne, le cœur de nombreuses nouvelles applications énergétiques ne peut être séparé d'un composant clé - lenouveau circuit imprimé énergétique. Bien qu'il ne s'agisse que d'un circuit imprimé apparemment ordinaire, il est indispensable dans les nouveaux systèmes énergétiques, supportant des configurations de circuits complexes et des tâches de transmission de signaux, et constitue la base pour garantir le fonctionnement efficace et stable des nouveaux équipements énergétiques.
1, Matériau du substrat : la pierre angulaire de la performance
Le matériau du substrat des nouvelles cartes de circuits imprimés énergétiques est un facteur clé déterminant leurs performances. Par rapport aux cartes de circuits imprimés traditionnelles, les nouvelles applications énergétiques sont souvent confrontées à des exigences environnementales et de performances plus strictes, de sorte que la sélection des matériaux de substrat est extrêmement méticuleuse.
Dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle, en raison de l'environnement complexe tel que les vibrations, les températures élevées et les interférences électromagnétiques générées lors du fonctionnement du véhicule, le substrat doit avoir une excellente résistance mécanique, une résistance aux températures élevées et une isolation électrique. Les panneaux stratifiés en tissu de verre époxy sont devenus un choix courant pour les substrats de circuits imprimés de véhicules à énergie nouvelle en raison de leurs excellentes performances globales. Il peut non seulement résister à un certain degré de contrainte mécanique pour garantir l'intégrité du circuit imprimé lors des vibrations du véhicule, mais a également une température de transition vitreuse élevée pour maintenir des performances électriques stables dans des environnements à haute température. Par exemple, dans le circuit imprimé du système de gestion de batterie des véhicules électriques, le substrat FR-4 peut supporter le circuit de manière fiable, garantissant une transmission précise des signaux de surveillance et de gestion de l'état de la batterie.
Dans le domaine de l'énergie solaire photovoltaïque, l'exposition extérieure à long terme, l'alternance de températures élevées et basses et l'humidité nécessitent que les substrats des circuits imprimés présentent une bonne résistance aux intempéries et à la corrosion chimique. À l’heure actuelle, des matériaux spéciaux à haute-performances font leur apparition. Les substrats en polyimide (PI) ont une excellente résistance aux hautes et basses températures et peuvent maintenir la stabilité dans la plage de températures extrêmes de -200 degrés à 260 degrés. Dans le même temps, leur excellente résistance aux UV et aux produits chimiques les rend adaptés à une utilisation à long terme dans des environnements extérieurs difficiles, prolongeant ainsi efficacement la durée de vie des circuits imprimés des équipements de production d'énergie solaire.
2, Conception structurelle : au cœur de l’optimisation des performances
La conception structurelle des nouveaux circuits imprimés énergétiques nécessite une prise en compte approfondie de plusieurs facteurs pour obtenir de meilleures performances électriques et une meilleure utilisation de l'espace.
Pour les circuits imprimés du système d'alimentation des véhicules à énergie nouvelle, en raison de la nécessité de gérer une transmission de puissance élevée-et des signaux de commande complexes, une structure de carte multi-couche est souvent utilisée. En augmentant le nombre de couches, des configurations de circuits plus complexes peuvent être réalisées dans un espace limité, réduisant ainsi les croisements de lignes et les interférences. Par exemple, dans les circuits imprimés de commande de moteur, des circuits imprimés comportant 8 couches ou même plus sont généralement utilisés. La couche interne peut être utilisée pour organiser les couches d'alimentation et de terre, fournissant une alimentation stable pour le circuit et réduisant les interférences du signal ; La couche externe est utilisée pour connecter les broches de divers composants électroniques afin d'obtenir une entrée et une sortie de signal. En attendant, il est crucial de concevoir la largeur et l’espacement du circuit de manière raisonnable. Pour les lignes de transmission à courant élevé, la largeur de la ligne sera élargie de manière appropriée pour réduire la résistance de la ligne, minimiser les pertes d'énergie et la génération de chaleur ; Pour les lignes de signaux à grande vitesse-, l'espacement et la longueur des lignes seront strictement contrôlés pour garantir l'intégrité du signal et réduire la réflexion et la diaphonie du signal.
Dans les nouveaux systèmes de production d'énergie distribuée, tels que les parcs éoliens et les centrales solaires, les circuits imprimés peuvent devoir s'adapter à différentes exigences d'installation et de connexion. À ce stade, la conception structurelle modulaire a émergé. Divisez l'ensemble du circuit imprimé en plusieurs modules indépendants en fonction de leurs fonctions, et chaque module peut être conçu, fabriqué et testé séparément avant l'assemblage. Cette conception modulaire facilite non seulement la production et la maintenance, mais permet également un ajustement flexible des combinaisons de modules en fonction de scénarios d'application réels, améliorant ainsi la polyvalence et l'évolutivité des cartes de circuits imprimés. Par exemple, dans la conception des circuits imprimés des onduleurs solaires, le circuit d'entrée, le circuit de l'onduleur, le circuit de sortie, etc. peuvent être conçus comme des modules indépendants, et le nombre et les spécifications appropriés des modules peuvent être sélectionnés pour une combinaison en fonction des exigences de l'onduleur de différents niveaux de puissance.
3, processus de fabrication : assurance qualité
Le processus de fabrication des nouveaux circuits imprimés énergétiques affecte directement leur qualité et leurs performances, et chaque étape, depuis le traitement du substrat jusqu'à l'inspection du produit final, doit être strictement contrôlée.
Le traitement du substrat est la première étape de la fabrication, comprenant la découpe, le perçage et d'autres opérations sur le substrat. Pendant le processus de découpe, un équipement de découpe de haute-précision est nécessaire pour garantir l'exactitude des dimensions du substrat et contrôler les erreurs dans une très petite plage. Le processus de forage est encore plus critique. Pour un grand nombre de trous traversants sur les nouveaux circuits imprimés énergétiques, une grande précision d'ouverture et des parois de trous lisses sont nécessaires. La technologie avancée de perçage au laser joue un rôle important dans ce processus, car elle permet d'obtenir un usinage de haute -précision de petites ouvertures (telles que inférieures à 0,1 mm) avec un minimum de dommages à la paroi du trou, ce qui est bénéfique pour la galvanoplastie et les connexions électriques ultérieures.
La fabrication de circuits est l’un des processus fondamentaux de la fabrication, principalement réalisée par des techniques de photolithographie et de gravure. Au cours du processus de photolithographie, la surface du substrat est d'abord uniformément recouverte de photorésist, puis un équipement de photolithographie de haute -précision est utilisé pour exposer le motif de circuit conçu sur le photorésist à travers un masque. Après exposition, la résine photosensible subit un traitement de développement, laissant un motif de résine photosensible cohérent avec le motif du circuit. Ensuite, une gravure est effectuée pour éliminer la feuille de cuivre non protégée par une résine photosensible à l'aide d'une solution de gravure chimique, formant ainsi un circuit précis. Ce processus nécessite une propreté environnementale extrêmement élevée, et même de minuscules particules de poussière peuvent provoquer des défauts tels que des courts-circuits ou des circuits ouverts dans le circuit. Par conséquent, les ateliers de fabrication utilisent généralement des équipements de purification sans poussière-pour garantir que les processus de lithographie et de gravure sont effectués dans un environnement très propre.
Une fois la production du circuit terminée, il est nécessaire d'effectuer un traitement de surface sur le circuit imprimé pour améliorer sa soudabilité et ses performances de protection. Les processus courants de traitement de surface comprennent la pulvérisation d'étain, le placage à l'or, le placage au nickel chimique, etc. Dans les nouvelles cartes de circuits imprimés énergétiques, en raison des exigences de fiabilité élevées, les processus de placage à l'or par immersion et au nickelage autocatalytique sont largement utilisés. Le processus d'or par immersion peut former une couche uniforme d'or sur la surface de la feuille de cuivre. La bonne conductivité et la résistance à la corrosion de l'or améliorent non seulement la soudabilité du circuit imprimé, mais empêchent également efficacement l'oxydation de la feuille de cuivre et prolongent la durée de vie du circuit imprimé ; Le processus de placage autocatalytique au nickel et à l’or dépose d’abord une couche de nickel sur la surface de la feuille de cuivre, suivie d’une couche d’or. La couche de nickel peut servir de couche barrière pour empêcher les atomes de cuivre de se diffuser dans la couche d'or, améliorant ainsi la fiabilité et la stabilité du circuit imprimé.
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