随着科技的发展，工业级UPS电源在各类工业生产场景中发挥着至关重要的作用，而其核心部件PCBA的SMT贴片工艺对于确保大电流承载能力至关重要。以下是几种确保大电流承载能力的方法：
优化PCB设计
- 增加铜厚：铜厚是影响PCB载流能力的关键因素之一。常见的PCB铜厚有1OZ、2OZ等，而在工业级UPS电源PCBA中，可选择更厚的铜箔，如4OZ甚至更厚。例如，使用4OZ铜厚的PCB，在相同条件下，其载流能力相比1OZ铜厚的PCB有显著提高。
- 加宽线径：根据PCB的载流公式，在允许的PCB尺寸范围内，尽可能加宽走线宽度，以降低走线电阻，从而提高载流能力。如对于1OZ铜厚的电路板，在10℃温升时，100mil宽度的导线能够通过4.5A的电流，当宽度增加时，其载流能力也会相应提高，但增加幅度会逐渐减小。
- 缩短走线长度：走线越长，电阻越大，在通过大电流时产生的热量也越多。因此，在PCB布局布线时，应尽量缩短大电流路径的长度，减少走线电阻和功率损耗，降低发热风险，从而提高大电流承载能力。
- 增加散热设计：设置散热过孔、敷铜等方式，可以将大电流通过时产生的热量及时传导到PCB表面或其他散热部件，降低PCB的温度，防止因过热导致PCB性能下降或损坏，进而提高大电流承载的可靠性。
采用特殊的工艺和材料
- 使用铜排或接线柱：对于非常大的电流，仅靠PCB走线可能难以满足要求，这时可以采用铜排或接线柱的方式。在PCB上或产品外壳上固定耐受大电流的接线柱，如表贴螺母、PCB接线端子、铜柱等，然后通过铜鼻子等接线端子将能承受大电流的导线接到接线柱上，使大电流通过导线来传输，从而有效提高大电流承载能力。此外，还可以定做铜排，将铜排焊接到PCB上，利用铜排来走大电流，这也是工业上常见的做法，如在变压器、服务器机柜等应用中都有广泛使用。
- 应用特殊PCB工艺：有一种3层铜层设计的PCB，顶层和底层是信号布线层，中间层是厚度为1.5mm的铜层，专门用于布置电源，这种PCB可以轻易做到小体积过流100A以上，为工业级UPS电源PCBA的大电流承载提供了新的思路。
选用合适的SMT贴片元件
- 大电流元件：选择额定电流裕量充足的大电流元件，确保元件在工作时不会因过流而损坏。同时，元件的封装形式也会影响其在SMT贴片中的性能和可靠性，应根据实际需求和PCB布局选择合适的封装形式。
- 低电阻元件：使用低电阻的贴片电阻、电感等元件，减少元件在大电流通过时的功率损耗和发热，提高整个电路的大电流承载能力和稳定性。
严格控制SMT贴片工艺
- 锡膏印刷：采用高质量的锡膏，并精确控制锡膏印刷量，确保焊点具有良好的电气连接和机械强度。锡膏量不足可能导致虚焊，而锡膏量过多则可能引起短路等缺陷，影响大电流的正常传输。
- 回流焊工艺：优化回流焊温度曲线，确保焊点在焊接过程中能够充分熔化、润湿和冷却，形成良好的焊点。不合理的回流焊工艺可能导致焊点内部存在气孔、虚焊等缺陷，降低焊点的载流能力。
- 元件贴装：保证元件在贴装过程中的位置准确性和焊接质量，避免元件虚焊、假焊或焊点不牢固等问题。对于大电流元件，应特别注意其贴装压力和焊接强度，确保元件与PCB之间有良好的电气连接和热传导性能。
加强测试与检验
- 在线测试：在SMT贴片生产线上设置在线测试设备，对贴片后的PCBA进行实时电气性能测试，包括导通测试、电阻测试、电压测试等，及时发现并修复潜在的电气连接问题，确保大电流回路的完整性。
- 功能测试：对组装完成的工业级UPS电源PCBA进行功能测试，在模拟实际工况下施加大电流，观察其工作状态和性能表现，检验其是否能够稳定承载大电流，并满足产品的各项性能指标要求。
- 可靠性测试：进行高温老化、温度循环、湿度测试等可靠性测试，模拟PCBA在恶劣环境下的使用情况，评估其长期承载大电流的可靠性和稳定性。通过这些测试，可以及时发现潜在的质量隐患，采取相应的改进措施，提高产品的质量和寿命。
因设备、物料、生产工艺等不同因素，内容仅供参考。了解更多smt贴片加工知识，欢迎访问深圳PCBA加工厂-1943科技。
2024-04-26
