2025-10-21
বৈদ্যুতিক গাড়ির (EVs), পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ব্যবস্থা, এবং শিল্প অটোমেশনের যুগে, উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ইলেকট্রনিক্স এমন সার্কিট বোর্ডের চাহিদা তৈরি করে যা অতিরিক্ত গরম না হয়ে বা ক্ষতিগ্রস্ত না হয়ে চরম কারেন্ট পরিচালনা করতে পারে। ভারী তামার পিসিবি-গুলি—যেগুলি ৩oz (105μm) বা তার চেয়ে পুরু তামার স্তর দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়—এই সমস্যার সমাধান। এই মজবুত বোর্ডগুলি 50A+ কারেন্ট বহন করতে, দক্ষতার সাথে তাপ অপসারিত করতে (তামার তাপ পরিবাহিতা: 401 W/mK), এবং যান্ত্রিক চাপ সহ্য করতে পারদর্শী। বিশ্বব্যাপী ভারী তামার পিসিবি বাজার 2030 সালের মধ্যে 8.3% CAGR-এ বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হয়েছে, যা EV পাওয়ারট্রেন, সৌর ইনভার্টার এবং সামরিক সরঞ্জাম থেকে আসা চাহিদার কারণে চালিত হবে।
এই বিস্তৃত গাইড ভারী তামার পিসিবির জন্য প্রয়োজনীয় ডিজাইন নীতি, তাপ ব্যবস্থাপনা কৌশল এবং উন্নত কৌশলগুলি ভেঙে দেয়। ডেটা-চালিত তুলনা, সূত্র বিশ্লেষণ এবং শিল্পের সেরা অনুশীলনগুলির সাথে, এটি প্রকৌশলী এবং ডিজাইনারদের উচ্চ-কারেন্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নির্ভরযোগ্য, উচ্চ-কার্যকারিতা সম্পন্ন বোর্ড তৈরি করতে সহায়তা করে।
গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলি:
১. তামার পুরুত্ব গুরুত্বপূর্ণ: ৩oz তামার (105μm) ১oz (35μm) এর চেয়ে ২ গুণ বেশি কারেন্ট বহন করে এবং একই ট্রেস প্রস্থের জন্য তাপ বৃদ্ধি 40% কম করে।
২. ট্রেস প্রস্থ IPC মান অনুসরণ করে: ট্রেসের আকার নির্ধারণ করতে IPC-2221 সূত্র (বা অনলাইন ক্যালকুলেটর) ব্যবহার করুন—যেমন, ৫A এর জন্য একটি ২oz তামার ট্রেসের জন্য ২০mil প্রস্থ প্রয়োজন (500 circular mils/amp নিয়ম)।
৩. তাপ ব্যবস্থাপনা অপরিহার্য: তাপমাত্রা <125°C-এর মধ্যে রাখতে তাপীয় ভায়া (0.2–0.4mm ব্যাস), উচ্চ-তাপ পরিবাহিতা সম্পন্ন উপকরণ (MCPCBs), এবং হিট সিঙ্ক একত্রিত করুন।
৪. উৎপাদনযোগ্যতা গুরুত্বপূর্ণ: সরবরাহকারীর ইনপুট ছাড়া অতিরিক্ত পুরু তামা (≥10oz) ব্যবহার করা উচিত নয়—এটি ল্যামিনেশন সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। নির্ভুলতার জন্য IPC 610 ক্লাস 3-প্রত্যয়িত প্রস্তুতকারকদের সাথে অংশীদারিত্ব করুন।
৫. উন্নত কৌশল কর্মক্ষমতা বাড়ায়: তামার বাসবার 30% দ্বারা ইন্ডাকটেন্স হ্রাস করে, যেখানে মাল্টি-লেয়ার ডিজাইন 4–12 স্তরের মধ্যে কারেন্ট সমানভাবে বিতরণ করে।
ভারী তামার পিসিবি বোঝা
একটি ভারী তামার পিসিবি কী?
একটি ভারী তামার পিসিবি তার পুরু তামার স্তর দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়—৩oz (105μm) বা তার বেশি—স্ট্যান্ডার্ড পিসিবির (১oz/35μm বা ২oz/70μm) তুলনায়। এই অতিরিক্ত তামা বোর্ডটিকে সাহায্য করে:
ক. অতিরিক্ত তাপ ছাড়াই উচ্চ কারেন্ট (50A–500A) বহন করতে।
খ. স্ট্যান্ডার্ড পিসিবির চেয়ে ৩–৫ গুণ দ্রুত তাপ অপসারিত করতে।
গ. যান্ত্রিক চাপ (যেমন, ইভি-তে কম্পন) এবং তাপীয় চক্র সহ্য করতে।
মূল সংজ্ঞা মানদণ্ড
মানদণ্ড | স্পেসিফিকেশন |
---|---|
তামার পুরুত্ব | ≥3oz (105μm); চরম অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 20oz (700μm) পর্যন্ত (যেমন, সামরিক)। |
কারেন্ট-বহন ক্ষমতা | 50A–500A (ট্রেস প্রস্থ, পুরুত্ব এবং শীতলকরণের উপর নির্ভর করে)। |
তাপ পরিবাহিতা | 401 W/mK (তামা); FR4 (0.3 W/mK) এবং অ্যালুমিনিয়ামকে (237 W/mK) বহুগুণে ছাড়িয়ে যায়। |
গুরুত্বপূর্ণ মান | IPC-2221 (ট্রেস সাইজিং), IPC-2152 (কারেন্ট বনাম তাপ বৃদ্ধি), IPC-610 (গুণমান)। |
ভারী তামার পিসিবির প্রধান সুবিধা
উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন পরিস্থিতিতে ভারী তামার পিসিবি স্ট্যান্ডার্ড পিসিবির চেয়ে ভালো পারফর্ম করে, যা চারটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা প্রদান করে:
সুবিধা | বর্ণনা | বাস্তব-বিশ্বের প্রভাব |
---|---|---|
উচ্চ কারেন্ট ক্ষমতা | পুরু তামা প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে (R = ρL/A), যা 50A+ কারেন্টের সম্ভাবনা তৈরি করে। | একটি ৪oz তামার ইভি পাওয়ারট্রেন পিসিবি ২oz বোর্ডের জন্য ৪০A এর বিপরীতে ৮০A বহন করে (একই ট্রেস প্রস্থ)। |
শ্রেষ্ঠ তাপ ব্যবস্থাপনা | অতিরিক্ত তামা একটি বিল্ট-ইন হিট সিঙ্কের মতো কাজ করে, যা উপাদান থেকে তাপ দূরে সরিয়ে দেয়। | ৬০A তে কাজ করা একটি ৩oz তামার ট্রেসের তাপ বৃদ্ধি ৩৫°C, যেখানে ১oz এর জন্য ৬০°C। |
উন্নত যান্ত্রিক শক্তি | পুরু তামা পিসিবিকে শক্তিশালী করে, যা বাঁকানো এবং কম্পন প্রতিরোধ করে। | শিল্প মোটরগুলিতে ভারী তামার পিসিবি-র যান্ত্রিক চাপের কারণে ব্যর্থতা 50% কম হয়। |
দীর্ঘ জীবনকাল | হ্রাসকৃত তাপ এবং চাপ বোর্ডের জীবনকাল ১০–১৫ বছর পর্যন্ত বাড়িয়ে তোলে (স্ট্যান্ডার্ড পিসিবির জন্য ৫–৮ বছর)। | ভারী তামার পিসিবি ব্যবহার করে সৌর ইনভার্টারগুলির রক্ষণাবেক্ষণ 30% কম প্রয়োজন। |
ভারী তামার পিসিবির জন্য গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন
যেসব শিল্পে উচ্চ কারেন্টের অধীনে নির্ভরযোগ্যতা অপরিহার্য, সেখানে ভারী তামার পিসিবি অপরিহার্য:
শিল্প | অ্যাপ্লিকেশন | তামার পুরুত্বের সুপারিশ |
---|---|---|
অটোমোবাইল (ইভি) | পাওয়ারট্রেন কন্ট্রোলার, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS), মোটর ড্রাইভ। | ৪–৮oz |
নবায়নযোগ্য শক্তি | সৌর ইনভার্টার, বায়ু টারবাইন কনভার্টার, শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা। | ৩–৬oz |
শিল্প অটোমেশন | মোটর কন্ট্রোল, রোবোটিক্স, ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম। | ৩–১০oz |
সামরিক ও মহাকাশ | রাডার সিস্টেম, বিমানের জন্য পাওয়ার সাপ্লাই। | ৬–১২oz |
চিকিৎসা সরঞ্জাম | এমআরআই স্ক্যানার, লেজার থেরাপি সরঞ্জাম, উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম। | ৩–৫oz |
উদাহরণ: টেসলার মডেল ৩ বিএমএস 400V+ কারেন্ট পরিচালনা করতে ৬oz ভারী তামার পিসিবি ব্যবহার করে, যা স্ট্যান্ডার্ড পিসিবি সহ আগের মডেলগুলির তুলনায় তাপ-সম্পর্কিত ব্যর্থতা 70% কম করে।
ভারী তামার পিসিবির জন্য প্রয়োজনীয় ডিজাইন বিবেচনা
ভারী তামার পিসিবি ডিজাইন করার জন্য কারেন্ট ক্ষমতা, তাপ ব্যবস্থাপনা এবং উৎপাদনযোগ্যতার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন। নিচে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলো আলোচনা করা হলো:
১. সঠিক তামার পুরুত্ব নির্বাচন করা
তামার পুরুত্ব সরাসরি কারেন্ট বহন ক্ষমতা, তাপ অপসরণ এবং উত্পাদন জটিলতাকে প্রভাবিত করে। সর্বোত্তম পুরুত্ব নির্বাচন করতে এই গাইড ব্যবহার করুন:
তামার পুরুত্ব বনাম কর্মক্ষমতা
তামার পুরুত্ব | পুরুত্ব (μm) | সর্বোচ্চ কারেন্ট (20mil ট্রেস, 30°C তাপ বৃদ্ধি) | তাপ পরিবাহিতা অবদান | জন্য সেরা |
---|---|---|---|---|
১oz | 35 | 3.5A | কম (বেসলাইন) | নিম্ন-ক্ষমতা সম্পন্ন শিল্প সেন্সর |
২oz | 70 | 7.0A | মাঝারি | ইভিauxiliary সিস্টেম, ছোট ইনভার্টার |
৩oz | 105 | 10.0A | উচ্চ | সৌর ইনভার্টার, মোটর কন্ট্রোল |
৪oz | 140 | 13.0A | খুব উচ্চ | ইভি বিএমএস, শিল্প রোবোটিক্স |
৬oz | 210 | 18.0A | চরম | সামরিক পাওয়ার সাপ্লাই, বৃহৎ ইনভার্টার |
১০oz | 350 | 25.0A | চরম | ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম, উচ্চ-ভোল্টেজ সিস্টেম |
তামার আকার নির্ধারণ করার সময় বিবেচনা করার মূল বিষয়গুলি
ক. কারেন্ট প্রয়োজনীয়তা: দ্রুত হিসাবের জন্য “প্রতি অ্যাম্পিয়ারে 500 circular mils” নিয়ম ব্যবহার করুন (1 circular mil = 0.001mil²)—যেমন, ৫A এর জন্য 2,500 circular mils প্রয়োজন (20mil প্রস্থ × 70μm/2oz পুরুত্ব)।
খ. তাপ বৃদ্ধির সীমা: শিল্প মানগুলি 30–40°C তাপ বৃদ্ধির অনুমতি দেয়; গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির (যেমন, চিকিৎসা) জন্য <20°C প্রয়োজন। পুরু তামা তাপ বৃদ্ধিকে সূচকীয়ভাবে হ্রাস করে।
গ. উৎপাদনযোগ্যতা: তামা ≥10oz এর জন্য বিশেষ প্লেটিং (যেমন, গ্যান্ট্রি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং) এবং ল্যামিনেশন প্রয়োজন—ডিজাইন করার আগে আপনার সরবরাহকারীর সাথে নিশ্চিত করুন।
ঘ. খরচ: তামার প্রতিটি আউন্স পিসিবি-র খরচে প্রায় ~15–20% যোগ করে—টাকা বাঁচানোর জন্য অতিরিক্ত স্পেসিফাই করা এড়িয়ে চলুন (যেমন, ১০A অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ৬oz)।
সরঞ্জাম টিপ: আপনার সঠিক প্রয়োজনীয়তাগুলির জন্য তামার পুরুত্ব অপটিমাইজ করতে কারেন্ট প্রবাহ এবং তাপ বৃদ্ধি অনুকরণ করতে ANSYS বা SolidWorks PCB ব্যবহার করুন।
২. উচ্চ কারেন্টের জন্য ট্রেস প্রস্থ গণনা করা
ট্রেস প্রস্থ ভারী তামার পিসিবির জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ডিজাইন প্যারামিটার—যদি খুব সংকীর্ণ হয়, তাহলে বোর্ড অতিরিক্ত গরম হবে; যদি খুব প্রশস্ত হয়, তাহলে স্থান নষ্ট হবে। নির্ভুলতার জন্য IPC-2221 স্ট্যান্ডার্ড সূত্র অনুসরণ করুন:
IPC-2221 ট্রেস প্রস্থ সূত্র
I=k×(ΔT 0.44 )×W 1.0×t 0.725
যেখানে:
I: অ্যাম্পিয়ারে কারেন্ট (A)
ΔT: অনুমোদিত তাপমাত্রা বৃদ্ধি (°C)
W: মিলেই ট্রেস প্রস্থ (1mil = 0.0254mm)
t: oz/ft² এ তামার পুরুত্ব
k: ধ্রুবক (তামার পুরুত্বের উপর নির্ভর করে: ১oz এর জন্য 0.048, ২oz এর জন্য 0.064, ৩oz এর জন্য 0.078)
উদাহরণস্বরূপ গণনা
পরিস্থিতি | ইনপুট | গণনাকৃত ট্রেস প্রস্থ |
---|---|---|
ইভি বিএমএস (৪oz তামা, ৫০A, ৩০°C বৃদ্ধি) | , , , | 45mil (1.14mm) |
সৌর ইনভার্টার (৩oz তামা, ৩০A, ৩৫°C বৃদ্ধি) | , , , | 32mil (0.81mm) |
শিল্প মোটর (৬oz তামা, ৮০A, ৪০°C বৃদ্ধি) | , , , | 58mil (1.47mm) |
গুরুত্বপূর্ণ ট্রেস ডিজাইন টিপস
ক. বাইরের বনাম ভিতরের ট্রেস: বাইরের ট্রেসগুলি ভিতরের ট্রেসের চেয়ে 30% দ্রুত ঠান্ডা হয় (বাতাসের সংস্পর্শে আসে)—একই কারেন্টের জন্য ভিতরের ট্রেসগুলি 10–15% বেশি আকারের করুন।
খ. ট্রেসের আকার: তীক্ষ্ণ কোণগুলি (>90°) এড়িয়ে চলুন এবং কারেন্ট জমা হওয়া কমাতে গোলাকার কোণ ব্যবহার করুন (যা হট স্পট তৈরি করে)।
গ. সমান্তরাল ট্রেস: 100A এর বেশি কারেন্টের জন্য, কারেন্ট সমানভাবে বিতরণ করতে 2–4টি সমান্তরাল ট্রেস ব্যবহার করুন (ট্রেস প্রস্থের ≥3x ব্যবধানে)।
৩. তাপীয় প্রসারণ এবং চাপ পরিচালনা করা
ভারী তামার পিসিবিগুলি তামার (17ppm/°C) এবং FR4 (13ppm/°C) এর মধ্যে তাপীয় প্রসারণের (CTE) অমিল সহগগুলির কারণে তাপীয় চাপের প্রবণতা দেখায়। এই চাপ ডেলামিনেশন, প্যাড লিফটিং বা বোর্ডের ওয়ার্পিং-এর কারণ হতে পারে—বিশেষ করে তাপীয় চক্রের সময় (-40°C থেকে +125°C)।
তাপীয় চাপ কমানোর কৌশল
কৌশল | এটি কিভাবে কাজ করে |
---|---|
সিটিই ম্যাচিং | তামার সাথে সিটিই সারিবদ্ধ করতে উচ্চ-Tg FR4 (Tg ≥170°C) বা মেটাল-কোর সাবস্ট্রেট (MCPCBs) ব্যবহার করুন। |
তাপীয় ভায়া | তাপ স্থানান্তর করতে এবং চাপ কমাতে গরম উপাদানগুলির নিচে ভায়া (0.2–0.4mm) রাখুন। |
ভায়ার জন্য পুরু প্লেটিং | উচ্চ-অ্যাসপেক্ট-রেশিও ভায়া (গভীরতা/প্রস্থ >3:1) শক্তিশালী করতে 25–30μm তামা দিয়ে ভায়া প্লেট করুন। |
চাপ উপশম বৈশিষ্ট্য | চাপ বিতরণ করতে ট্রেস-প্যাড সংযোগস্থলে টিয়ারড্রপ প্যাড এবং গোলাকার প্রান্ত যুক্ত করুন। |
ডেটা পয়েন্ট: তাপীয় ভায়া এবং উচ্চ-Tg FR4 সহ একটি ভারী তামার পিসিবির তাপীয় চক্রের সময় একটি স্ট্যান্ডার্ড ডিজাইনের তুলনায় 60% কম ব্যর্থতার হার রয়েছে।
৪. উৎপাদনযোগ্যতা নিশ্চিত করা
স্ট্যান্ডার্ড বোর্ডের চেয়ে ভারী তামার পিসিবি তৈরি করা আরও জটিল—বিলম্ব এবং ত্রুটি এড়াতে এই নির্দেশিকাগুলি অনুসরণ করুন:
ক. অতিরিক্ত পুরু তামা এড়িয়ে চলুন: তামা ≥10oz এর জন্য বিশেষ ল্যামিনেশন (ভ্যাকুয়াম প্রেস + উচ্চ তাপমাত্রা) প্রয়োজন এবং এটি 2–3 সপ্তাহ পর্যন্ত লিড টাইম বাড়িয়ে দিতে পারে।
খ. সর্বনিম্ন ট্রেস ব্যবধান: ক্ষয় রোধ করতে ৩oz তামার জন্য ≥10mil ব্যবধান ব্যবহার করুন (১oz এর জন্য ৬mil এর বিপরীতে)।
গ. ল্যামিনেশন নিয়ন্ত্রণ: অভিন্ন তামার পুরুত্ব নিশ্চিত করতে গ্যান্ট্রি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং বা অনুভূমিক তামা সিঙ্ক ব্যবহার করে এমন সরবরাহকারীদের সাথে কাজ করুন।
ঘ. পরীক্ষার জন্য ডিজাইন করুন: বোর্ডের ক্ষতি না করে ধারাবাহিকতা এবং কারেন্ট প্রবাহ যাচাই করতে উচ্চ-কারেন্ট পাথ বরাবর পরীক্ষার পয়েন্ট যুক্ত করুন।
ভারী তামার পিসিবির তাপ ব্যবস্থাপনার জন্য সেরা অনুশীলন
উচ্চ-কারেন্ট পিসিবির সবচেয়ে বড় শত্রু হল তাপ—নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রা উপাদানগুলির জীবনকাল কমিয়ে দেয় এবং হঠাৎ ব্যর্থতার কারণ হয়। সর্বোত্তম তাপ কর্মক্ষমতার জন্য এই চারটি কৌশল একত্রিত করুন।
১. তাপীয় ভায়া: তাপ অপসরণের ভিত্তি
তাপীয় ভায়া হল ছোট ছিদ্র (0.2–0.4mm) যা তামা দিয়ে প্লেট করা হয় যা উপরের স্তর থেকে নীচের স্তরে (বা গ্রাউন্ড প্লেন) তাপ স্থানান্তর করে। এগুলি ভারী তামার পিসিবি ঠান্ডা করার সবচেয়ে সাশ্রয়ী উপায়।
তাপীয় ভায়া ডিজাইন নির্দেশিকা
পরামিতি | স্পেসিফিকেশন |
---|---|
ব্যাস | 0.2–0.4mm (তাপ প্রবাহ এবং স্থান দক্ষতার ভারসাম্য বজায় রাখে)। |
পিচ (ব্যবধান) | 20–50mil (গরম উপাদানগুলি ঢেকে রাখার জন্য যথেষ্ট ঘন; অতিরিক্ত ভিড় এড়িয়ে চলুন)। |
অবস্থান | গরম উপাদানগুলির (যেমন, MOSFETs, IGBTs) অধীনে কেন্দ্র ভায়া এবং সমানভাবে বিতরণ করুন। |
পরিমাণ | প্রতি 0.1W পাওয়ার ডিসিপেশনে 1 ভায়া (যেমন, 0.5W উপাদানের জন্য 5 ভায়া)। |
তাপীয় ভায়া কর্মক্ষমতা তুলনা
তাপীয় ভায়া কনফিগারেশন | 30A, 3oz তামার জন্য তাপ বৃদ্ধি (°C) | প্রয়োজনীয় স্থান (mm²) |
---|---|---|
কোনো ভায়া নেই | 55°C | 0 |
5 ভায়া (0.3mm, 30mil পিচ) | 32°C | 12 |
10 ভায়া (0.3mm, 20mil পিচ) | 22°C | 18 |
২. উচ্চ-তাপ পরিবাহিতা সম্পন্ন উপকরণ
পিসিবি সাবস্ট্রেট তাপ অপসরণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে—উচ্চ-কারেন্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য স্ট্যান্ডার্ড FR4 থেকে এই উপকরণগুলিতে আপগ্রেড করুন:
সাবস্ট্রেট প্রকার | তাপ পরিবাহিতা (W/mK) | সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা (°C) | জন্য সেরা |
---|---|---|---|
স্ট্যান্ডার্ড FR4 | 0.3 | 130 | নিম্ন-ক্ষমতা সম্পন্ন auxiliary সিস্টেম |
উচ্চ-Tg FR4 (Tg 170°C) | 0.4 | 170 | শিল্প মোটর কন্ট্রোল |
অ্যালুমিনিয়াম MCPCB | 2.0–3.0 | 150 | ইভি বিএমএস, এলইডি ড্রাইভার |
তামা MCPCB | 401 | 200 | উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ইনভার্টার, সামরিক সরঞ্জাম |
সিরামিক (অ্যালুমিনা) | 20–30 | 350 | চরম-তাপমাত্রা সম্পন্ন শিল্প সরঞ্জাম |
উদাহরণ: একটি তামা MCPCB ৪oz তামা সহ একই ৫০A অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড FR4 পিসিবির তুলনায় তাপ বৃদ্ধি 45% কম করে।
৩. কৌশলগত উপাদান স্থাপন
উপাদান বিন্যাস সরাসরি তাপ কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে—গরম উপাদানগুলির ক্লাস্টারিং-এর মতো সাধারণ ভুলগুলি এড়িয়ে চলুন:
ক. উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন অংশগুলি ছড়িয়ে দিন: তাপ তৈরি হওয়া রোধ করতে MOSFETs, IGBTs, এবং ট্রান্সফরমারগুলি ≥5mm দূরে রাখুন।
খ. সংবেদনশীল উপাদানগুলি আলাদা করুন: তাপীয় ক্ষতি এড়াতে কন্ট্রোল ICs (যেমন, মাইক্রোকন্ট্রোলার) উচ্চ-কারেন্ট ট্রেস থেকে ≥10mm দূরে রাখুন।
গ. কুলিং পাথগুলির সাথে সারিবদ্ধ করুন: তাপ স্থানান্তর সর্বাধিক করতে তাপীয় ভায়া বা মেটাল কোরের উপরে গরম উপাদানগুলি রাখুন।
ঘ. ট্রেস ক্রসিং এড়িয়ে চলুন: পারস্পরিক গরম হওয়া কমাতে উচ্চ-কারেন্ট ট্রেসগুলি 90° তে ক্রস করুন (সমান্তরালভাবে নয়)।
৪. হিট সিঙ্ক এবং তাপীয় প্যাড
100A এর বেশি কারেন্ট বা 5W এর বেশি পাওয়ার ডিসিপেশন সহ উপাদানগুলির জন্য, বাহ্যিক কুলিং যোগ করুন:
ক. হিট সিঙ্ক: তাপীয় পেস্ট (তাপ পরিবাহিতা: 1–4 W/mK) ব্যবহার করে গরম উপাদানগুলিতে অ্যালুমিনিয়াম বা তামার হিট সিঙ্ক সংযুক্ত করুন। সূত্র ব্যবহার করে হিট সিঙ্কের আকার গণনা করুন:
T j=T a +(R ja ×P)
যেখানে T j = জংশন তাপমাত্রা, T a = পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, R ja= তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা (°C/W), P= পাওয়ার ডিসিপেশন (W)।
খ. তাপীয় প্যাড: উপাদান এবং হিট সিঙ্কের মধ্যে ফাঁক পূরণ করতে সিলিকন বা গ্রাফাইট তাপীয় প্যাড (তাপ পরিবাহিতা: 1–10 W/mK) ব্যবহার করুন—অনিয়মিত পৃষ্ঠের জন্য আদর্শ।
গ. জোর করে বায়ু শীতলকরণ: উচ্চ-পরিপার্শ্বিক তাপমাত্রায় (>40°C) কাজ করা শিল্প সরঞ্জামের জন্য ফ্যান যোগ করুন।
টিপ: একটি 20mm × 20mm × 10mm অ্যালুমিনিয়াম হিট সিঙ্ক একটি 10W উপাদানের জংশন তাপমাত্রা 40°C কম করে।
উচ্চ-কারেন্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উন্নত কৌশল
চরম কারেন্ট (100A+) বা জটিল ডিজাইনের জন্য, কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়াতে এই উন্নত পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করুন।
১. কম-ইন্ডাকটেন্স কারেন্ট প্রবাহের জন্য তামার বাসবার
তামার বাসবার হল পুরু, ফ্ল্যাট তামার স্ট্রিপ (3–10mm চওড়া, 1–3mm পুরু) যা অতি-উচ্চ কারেন্ট বহন করার জন্য পিসিবির সাথে একত্রিত করা হয়। এগুলি তিনটি প্রধান সুবিধা প্রদান করে:
ক. কম ইন্ডাকটেন্স: স্ট্যান্ডার্ড ট্রেসের তুলনায় 30% দ্বারা ভোল্টেজ স্পাইক এবং EMI হ্রাস করুন—ইভি ইনভার্টারগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
খ. উচ্চ কারেন্ট ক্ষমতা: একটি 10mm × 2mm তামার বাসবার 40°C তাপ বৃদ্ধির সাথে 200A বহন করে।
গ. সরলীকৃত অ্যাসেম্বলি: একাধিক সমান্তরাল ট্রেসের পরিবর্তে একটি বাসবার ব্যবহার করুন, যা সোল্ডারিং পয়েন্ট এবং ব্যর্থতার ঝুঁকি কমায়।
তামার বাসবার ডিজাইন টিপস
ক. পুরুত্ব: কারেন্ট >100A এর জন্য প্রতিরোধ ক্ষমতা কমাতে ≥1mm পুরুত্ব ব্যবহার করুন।
খ. মাউন্টিং: শর্ট সার্কিট এড়াতে ইনসুলেটেড স্ট্যান্ডঅফ সহ বাসবারগুলি সুরক্ষিত করুন।
গ. প্লেটিং: জারণ রোধ করতে এবং সোল্ডারেবিলিটি উন্নত করতে টিন বা নিকেল দিয়ে প্লেট করুন।
২. নিরাপদ সংযোগের জন্য টার্মিনাল ব্লক
টার্মিনাল ব্লকগুলি উচ্চ-কারেন্ট তারের জন্য নিরাপদ, নির্ভরযোগ্য সংযোগ প্রদান করে (যেমন, 10AWG–4AWG)। এর উপর ভিত্তি করে টার্মিনাল ব্লক নির্বাচন করুন:
ক. কারেন্ট রেটিং: সর্বাধিক কারেন্টের 1.5x রেট করা ব্লকগুলি বেছে নিন (যেমন, 50A অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 75A ব্লক)।
খ. তারের গেজ: ব্লকের আকার তারের পুরুত্বের সাথে মেলান (যেমন, 6AWG তারের জন্য 16mm² ক্ষমতা সহ একটি টার্মিনাল ব্লকের প্রয়োজন)।
গ. মাউন্টিং: কম্পন প্রতিরোধের জন্য স্ক্রু বা স্প্রিং-ক্ল্যাম্প টার্মিনাল ব্যবহার করুন (ইভি এবং শিল্প সরঞ্জামের জন্য গুরুত্বপূর্ণ)।
৩. মাল্টি-লেয়ার ভারী তামার পিসিবি
মাল্টি-লেয়ার ডিজাইন (4–12 স্তর) একাধিক তামার স্তরের মধ্যে কারেন্ট বিতরণ করে, ট্রেস প্রস্থ এবং তাপ বৃদ্ধি হ্রাস করে। মূল ডিজাইন নীতি:
ক. পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড প্লেন: কারেন্ট সমানভাবে ছড়িয়ে দিতে ডেডিকেটেড পাওয়ার/গ্রাউন্ড প্লেন হিসাবে 2–4 স্তর ব্যবহার করুন।
খ. লেয়ার স্ট্যাকিং: ওয়ার্পিং কমাতে প্রতিসাম্যভাবে তামার স্তর স্থাপন করুন (যেমন, পাওয়ার → সিগন্যাল → গ্রাউন্ড → সিগন্যাল → পাওয়ার)।
গ. ভায়া স্টিচিং: কারেন্ট বিতরণ উন্নত করতে এবং ইন্ডাকটেন্স কমাতে ভায়া (0.3mm, 50mil পিচ) সহ পাওয়ার/গ্রাউন্ড প্লেনগুলি সংযুক্ত করুন।
উদাহরণ: একটি ৬-লেয়ার ভারী তামার পিসিবি ৪oz পাওয়ার প্লেন সহ 30°C তাপ বৃদ্ধির সাথে 150A বহন করে—যা একটি ২-লেয়ার বোর্ড শুধুমাত্র অপ্র্যাক্টিক্যালি প্রশস্ত ট্রেস (100mil+) দিয়ে অর্জন করতে পারত।
কেন একটি বিশেষ ভারী তামার পিসিবি প্রস্তুতকারকের সাথে অংশীদারিত্ব করবেন
ভারী তামার পিসিবি ডিজাইন করা যুদ্ধের অর্ধেক—নির্ভুলতা তৈরি করা গুরুত্বপূর্ণ। এই যোগ্যতা সম্পন্ন সরবরাহকারীদের সন্ধান করুন:
ক. IPC সার্টিফিকেশন: ট্রেস সাইজিং-এর জন্য IPC 610 ক্লাস 3 (সর্বোচ্চ গুণমান) এবং IPC 2221 সম্মতি।
খ. বিশেষ সরঞ্জাম: ছোট ভায়ার জন্য গ্যান্ট্রি ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, ভ্যাকুয়াম ল্যামিনেশন এবং লেজার ড্রিলিং।
গ. উপাদান দক্ষতা: MCPCBs, তামার সাবস্ট্রেট এবং পুরু তামা (20oz পর্যন্ত) সহ অভিজ্ঞতা।
ঘ. পরীক্ষার ক্ষমতা: কর্মক্ষমতা যাচাই করার জন্য তাপীয় চিত্র, কারেন্ট প্রবাহ পরীক্ষা এবং তাপীয় চক্র।
ঙ. কাস্টমাইজেশন: আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তামার পুরুত্ব, সোল্ডার মাস্ক এবং ফিনিশ (ENIG, HASL) তৈরি করার ক্ষমতা।
কেস স্টাডি: একটি পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সংস্থা সৌর ইনভার্টারগুলির জন্য ৬oz ভারী তামার পিসিবি তৈরি করতে একটি IPC 610 ক্লাস 3 প্রস্তুতকারকের সাথে অংশীদারিত্ব করেছে। বোর্ডগুলি তাপ-সম্পর্কিত ব্যর্থতা 80% কমিয়েছে এবং ইনভার্টারের দক্ষতা 3% উন্নত করেছে।
FAQ: ভারী তামার পিসিবি সম্পর্কে সাধারণ প্রশ্ন
১. ভারী তামার পিসিবির জন্য সর্বাধিক তামার পুরুত্ব কত?
বেশিরভাগ প্রস্তুতকারক চরম অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য 20oz (700μm) পর্যন্ত তামা সরবরাহ করে (যেমন, সামরিক রাডার, ওয়েল্ডিং সরঞ্জাম)। পুরু তামা (>20oz) সম্ভব তবে কাস্টম টুলিং এবং দীর্ঘ লিড টাইম প্রয়োজন।
২. ভারী তামার পিসিবি কি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে?
হ্যাঁ—পুরু তামা প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করে (উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতের জন্য গুরুত্বপূর্ণ) তবে সংকেত হ্রাস এড়াতে সতর্ক ট্রেস ডিজাইন প্রয়োজন। 50Ω/75Ω প্রতিবন্ধকতার জন্য ট্রেস প্রস্থ এবং ব্যবধান অপটিমাইজ করতে প্রতিবন্ধকতা ক্যালকুলেটর (যেমন, পোলার ইনস্ট্রুমেন্টস) ব্যবহার করুন।
৩. ভারী তামার পিসিবির জন্য আমি কীভাবে খরচ এবং কর্মক্ষমতার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখব?
ক. আপনার কারেন্ট প্র
আপনার জিজ্ঞাসা সরাসরি আমাদের কাছে পাঠান