हाई-टीजी पीसीबी तकनीक इलेक्ट्रिक वाहनों में गर्मी की समस्याओं को ठीक करने में मदद करती है। ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स बहुत गर्म हो सकते हैं। अगर इस गर्मी को नियंत्रित न किया जाए तो यह समस्याएँ पैदा कर सकती है। हाई-टीजी सामग्री उच्च तापमान को संभाल सकती है। ये गर्म होने पर भी अच्छी तरह काम करती रहती हैं। ऑटोमोटिव इंजीनियर महत्वपूर्ण प्रणालियों की सुरक्षा के लिए इन मज़बूत समाधानों का उपयोग करते हैं। इससे यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि वाहन कठिन परिस्थितियों में भी सुरक्षित रहें।
चाबी छीन लेना
उच्च-टीजी पीसीबी ये बोर्ड सामान्य बोर्डों की तुलना में गर्मी को बेहतर तरीके से संभालते हैं। ये 170°C से ज़्यादा तापमान पर भी मज़बूत और स्थिर रहते हैं। इससे इलेक्ट्रिक वाहन के इलेक्ट्रॉनिक्स को नुकसान से बचाने में मदद मिलती है।
ये पीसीबी आसानी से मुड़ते, टूटते या पानी से खराब नहीं होते। यही वजह है कि ये कंपन, तापमान में बदलाव और कारों में गीली जगहों जैसी मुश्किल परिस्थितियों के लिए उपयुक्त होते हैं।
उच्च-Tg पीसीबी में मोटी तांबे की परतें और थर्मल वाया, गर्म स्थानों से गर्मी को दूर रखने में मदद करते हैं। इससे सिस्टम ज़्यादा इस्तेमाल या तेज़ चार्जिंग के दौरान ठंडा और सुरक्षित रहता है।
उच्च-टीजी पीसीबी महत्वपूर्ण इलेक्ट्रिक वाहन प्रणालियों को अधिक सुरक्षित और लंबे समय तक चलने वाला बनाते हैं। इसमें बैटरी प्रबंधन, पावर नियंत्रण और सुरक्षा इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं।
हाई-टीजी पीसीबी की कीमत शुरुआत में ज़्यादा होती है, लेकिन इनकी मरम्मत का खर्च कम होता है और ये ज़्यादा समय तक चलते हैं। यही वजह है कि ये नए इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए एक स्मार्ट विकल्प हैं।
ईवी में उच्च-टीजी पीसीबी
उच्च-टीजी पीसीबी अवलोकन
इलेक्ट्रिक वाहनों में हाई-टीजी पीसीबी तकनीक बेहद महत्वपूर्ण है। इन सर्किट बोर्डों में विशेष सामग्री का इस्तेमाल होता है जो सामान्य बोर्डों की तुलना में ज़्यादा गर्मी सहन कर सकती है। हाई-टीजी पीसीबी बोर्ड मज़बूत रहते हैं और इलेक्ट्रिक वाहनों के पुर्जों से गर्म होने पर भी मुड़ते नहीं हैं। सामान्य बोर्ड लगभग 130°C पर नरम होने लगते हैं। हाई-टीजी पीसीबी बोर्ड 170°C या उससे भी ज़्यादा तापमान पर सख्त रहते हैं। यही वजह है कि ये कंट्रोल यूनिट, इंफोटेनमेंट और अन्य के लिए बेहतरीन हैं। बैटरी सिस्टम इलेक्ट्रिक कारों में। सिरेमिक से भरे सब्सट्रेट और मज़बूत रेजिन जैसी उच्च-टीजी सामग्री, झुकने को रोकने और इन्सुलेशन को अच्छा बनाए रखने में मदद करती हैं।
पीसीबी प्रकार | ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) | तापीय सहनशक्ति और विशेषताएँ |
|---|---|---|
मानक FR4 पीसीबी | 130-140 डिग्री सेल्सियस | गर्म होने पर यह नरम हो जाता है और मुड़ सकता है; अधिक गर्मी वाले स्थानों के लिए यह अच्छा नहीं है। |
हाई-टीजी पीसीबी | 170 डिग्री सेल्सियस और ऊपर | उच्च ताप पर मजबूत और कठोर बना रहता है; लंबे समय तक चलता है, आसानी से नहीं टूटता है, तथा कठोर ताप पर बेहतर काम करता है। |
डिज़ाइनर उन जगहों के लिए हाई-टीजी पीसीबी चुनते हैं जहाँ गर्मी एक समस्या होती है, जैसे पावर कन्वर्टर्स और लाइटें। ये बोर्ड गर्मी को संभालने और इलेक्ट्रॉनिक्स को सुरक्षित रखने के लिए विशेष सामग्रियों का उपयोग करते हैं।
हाई-टीजी क्यों मायने रखता है
हाई-टीजी पीसीबी बोर्ड महत्वपूर्ण हैं क्योंकि इलेक्ट्रिक कारें चलते या चार्ज करते समय बहुत अधिक गर्मी पैदा करती हैं। हाई-टीजी पीसीबी महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को ज़्यादा गर्म होने या टूटने से बचाने में मदद करता है। ये सामग्रियाँ बोर्डों को टूटने या मुड़ने से रोकती हैं, जिससे समस्याएँ पैदा हो सकती हैं। बैटरी सिस्टम और मोटर कंट्रोलर में, हाई-टीजी पीसीबी प्रमुख भागों से गर्मी को दूर करने के लिए सिरेमिक और थर्मल विया का उपयोग करता है।
नोट: सुरक्षा के लिए और ई.वी. में अच्छी तरह से काम करने के लिए उच्च-टी.जी. पीसीबी बोर्ड की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से उन स्थानों पर जहां तापमान 80°C और 150°C के बीच होता है।
उच्च-टीजी सामग्री कार को लंबे समय तक चलने और कम टूटने में मदद करती है। उच्च-टीजी पीसीबी के साथ, इंजीनियर ऐसी इलेक्ट्रिक कारें बना सकते हैं जो बेहतर काम करती हैं और लंबे समय तक चलती हैं, यहाँ तक कि गर्मी में भी। उच्च-टीजी पीसीबी नई इलेक्ट्रिक कारों के लिए एक स्मार्ट विकल्प है क्योंकि यह गर्मी को नियंत्रित करने में मदद करता है।
तापीय चुनौतियाँ
उच्च तापमान
इलेक्ट्रिक वाहनों के इलेक्ट्रॉनिक्स काम करते समय बहुत गर्म हो सकते हैं। सिलिकॉन से बने पावर उपकरण 125°C से 175°C तक पहुँच सकते हैं। इसका मतलब है कि PCB को बहुत ज़्यादा गर्मी सहन करनी होगी। उच्च-तापमान वाले बोर्ड इन गर्म जगहों पर स्थिर रहने में अच्छे होते हैं। इंजीनियर ऐसी सामग्री चुनते हैं जैसे मिट्टी के पात्र या PTFE लैमिनेट गर्मी से निपटने में मदद करते हैं। ये गर्मी को दूर भगाने के लिए थर्मल पैड, विशेष ट्रेस और थर्मल विया का उपयोग करते हैं। पुर्जों की सही स्थिति और हीट सिंक या पंखे जैसी शीतलन क्षमता, गर्म स्थानों को रोकती है। उच्च-तापमान वाले PCB अत्यधिक गर्मी में भी अपना आकार बनाए रखते हैं और अच्छी तरह काम करते हैं। इससे कार सिस्टम सुरक्षित रहते हैं और ठीक से काम करते हैं।
ई.वी. में विद्युत उपकरण 175°C तक गर्म हो सकते हैं।
उच्च-टीजी सामग्री एफआर-4 की तुलना में गर्मी को संभालने में बेहतर होती है।
डिजाइनर उपयोग करते हैं थर्मल विअस और तांबा गर्मी को दूर ले जाने के लिए।
शीतलन के लिए हीट सिंक, पंखे या तरल शीतलन का उपयोग किया जाता है।
अच्छा लेआउट ओवरहीटिंग को रोकता है और चीजों को काम करता रहता है।
ठंडा - गरम करना
थर्मल साइकलिंग तब होती है जब तापमान कई बार ऊपर-नीचे होता है। इससे पीसीबी पर दबाव पड़ सकता है और वह जल्दी खराब हो सकता है। उच्च तापमान वाले बोर्ड मज़बूत होते हैं और आसानी से खराब नहीं होते। नीचे दी गई तालिका दर्शाती है कि तापमान में बहुत ज़्यादा बदलाव होने पर कारों में लगे पीसीबी का क्या होता है:
प्रभाव श्रेणी | विवरण |
|---|---|
सामग्री का क्षरण | रेज़िन तेजी से टूटता है, जिससे बोर्ड कमजोर हो सकता है। |
सीटीई बेमेल से यांत्रिक तनाव | विभिन्न भाग अलग-अलग दर से फैलते हैं, जिससे दरारें या विकृतियां उत्पन्न होती हैं। |
सोल्डर जोड़ थकान | बार-बार गर्म करने और ठंडा करने से सोल्डर के जोड़ टूट सकते हैं। |
घटक प्रदर्शन बहाव | उच्च ताप के कारण पुर्जों की कार्य-प्रणाली बदल सकती है तथा वे तेजी से पुराने हो सकते हैं। |
उच्च-टीजी पीसीबी इन समस्याओं को रोकने में मदद करते हैं और कारों को लंबे समय तक और सुरक्षित रूप से काम करने में मदद करते हैं।
शक्ति घनत्व
नई इलेक्ट्रिक कारें ऐसे पावर मॉड्यूल का इस्तेमाल करती हैं जिन्हें बहुत ज़्यादा बिजली संभालनी होती है। ये मॉड्यूल 50 से 200 एम्पियर और 360 वोल्ट तक की क्षमता ले जा सकते हैं। मोटी तांबे की परतों वाले हाई-टीजी पीसीबी इसमें मदद करते हैं। मोटा तांबा गर्मी को फैलाता है और हॉट स्पॉट्स को रोकता है। यह छोटी कारों के डिज़ाइन के लिए ज़रूरी है। उदाहरण के लिए, मोटे हाई-टीजी पीसीबी वाला पावर कन्वर्टर सामान्य बोर्ड वाले पावर कन्वर्टर की तुलना में 20-30°C ठंडा चल सकता है। डिज़ाइनरों को अच्छे ताप नियंत्रण के लिए सही तांबे की मोटाई, ट्रेस चौड़ाई और वाया डिज़ाइन चुनना चाहिए। हाई-टीजी सामग्री यह सुनिश्चित करती है कि पीसीबी बिना मुड़े या टूटे उच्च धारा को संभाल सके। इससे कारें कठिन परिस्थितियों में भी अच्छी तरह काम करती रहती हैं।
उच्च-टीजी पीसीबी उच्च धारा और वोल्टेज को संभाल सकते हैं।
मोटा तांबा ऊष्मा सिंक की तरह गर्मी को दूर ले जाने में मदद करता है।
अच्छा डिज़ाइन अधिक गर्म होने से रोकता है और उत्पादों को लंबे समय तक चलने में मदद करता है।
उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री
मुख्य गुण
उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इलेक्ट्रिक कारों में ये सामग्रियाँ बहुत महत्वपूर्ण हैं। कारों को सुरक्षित और सुचारू रूप से चलाने के लिए इन सामग्रियों को कड़े नियमों का पालन करना होगा। इंजीनियर उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इसलिए चुनते हैं क्योंकि ये गर्मी, कंपन और नमी को सहन कर सकती हैं। नीचे दी गई तालिका इलेक्ट्रिक कारों में उच्च-टीजी पीसीबी सामग्रियों के लिए आवश्यक सबसे महत्वपूर्ण चीज़ों को दर्शाती है:
संपत्ति | आवश्यकता / विशिष्ट मूल्य | स्पष्टीकरण / महत्व |
|---|---|---|
ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) | 170°C से ऊपर (उदाहरण के लिए, 170-250°C) | यह सुनिश्चित करता है कि इलेक्ट्रिक कारों में बोर्ड गर्म होने पर भी कठोर और स्थिर बना रहे। |
थर्मल विस्तार का गुणांक (CTE) | 50-60 पीपीएम/°C (z-अक्ष) | कम सीटीई का अर्थ है बोर्ड और सोल्डर पर गर्म होने और ठंडा होने पर कम तनाव। |
ऊष्मीय चालकता | ~0.4 W/m·K (उच्च-Tg FR-4) बनाम 0.3 W/m·K (मानक FR-4) | गर्मी को दूर करने में बेहतर, जो शक्तिशाली इलेक्ट्रिक कारों में बोर्ड को ठंडा करने में मदद करता है। |
यांत्रिक शक्ति और स्थिरता | कंपन और तापीय चक्रण के तहत उच्च यांत्रिक लचीलापन | बोर्ड को कार के खराब उपयोग में झुकने, टूटने या अलग होने से रोकता है। |
परावैद्युत स्थिरांक (Dk) एवं अपव्यय कारक (Df) | उच्च तापमान पर स्थिर (उदाहरण के लिए, Dk ~3.48, Df ~0.0037) | बोर्ड गर्म होने पर भी सही ढंग से काम करता रहता है। |
नमी प्रतिरोधी | मानक FR-4 की तुलना में उन्नत | यह बोर्ड को विभिन्न मौसम और गीली जगहों पर लंबे समय तक टिकने में मदद करता है। |
उच्च ग्लास ट्रांज़िशन तापमान वाली उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इंजन के पास होने पर भी अपना आकार नहीं बदलती या काम करना बंद नहीं करती। तापमान बढ़ने-घटने पर भी ये सामग्री मुड़ती या टूटती नहीं है। इंजीनियरों को उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री पसंद है क्योंकि ये मज़बूत होती हैं और गर्मी में स्थिर रहती हैं। ये चीज़ें इलेक्ट्रिक कारों को खराब होने से बचाने में मदद करती हैं।
टिप: कम सीटीई और अच्छे ताप संचलन के साथ उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इलेक्ट्रिक कार बोर्डों को अधिक सुरक्षित और ठंडा बनाती है।
उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री की कुछ मुख्य विशेषताएं हैं:
उच्च ग्लास संक्रमण तापमान बोर्ड को गर्मी में स्थिर रखता है।
कठिन कार्यों के लिए अच्छा ताप प्रतिरोध।
हिलने और झुकने के प्रति मजबूत।
लम्बे समय तक पानी को बाहर रखने में बेहतर।
कई-परत बोर्डों की सुरक्षा के लिए गर्मी से कम विस्तार।
ये विशेषताएं उच्च-टीजी पीसीबी सामग्रियों को इलेक्ट्रिक कारों के लिए आवश्यक बनाती हैं, जो बहुत अधिक गर्मी, झटकों और बदलते मौसम का सामना करती हैं।
IS410 और उन्नत सामग्री
कई कंपनियाँ इलेक्ट्रिक कारों के लिए विशेष उच्च-तापमान वाली पीसीबी सामग्री का उपयोग करती हैं। IS410 इन कार्यों के लिए सर्वोत्तम विकल्पों में से एक है। इस सामग्री का ग्लास ट्रांज़िशन तापमान 180°C है, इसलिए यह गर्मी में भी मज़बूत और स्थिर रहता है। IS410 का कम z-अक्ष CTE (45 ppm/°C) झुकने और टूटने से बचाता है। इसकी 0.85 W/m·K की तापीय चालकता शक्तिशाली सर्किटों में गर्मी को दूर ले जाने में मदद करती है।
नीचे दी गई तालिका IS410 की तुलना अन्य शीर्ष उच्च-टीजी पीसीबी सामग्रियों से करती है:
सामग्री | ग्लास संक्रमण तापमान (Tg, °C) | Z-अक्ष तापीय प्रसार गुणांक (CTE, ppm/°C) | तापीय चालकता (W/m·K) | सीसा-मुक्त सोल्डरिंग संगतता | विश्वसनीयता नोट्स |
|---|---|---|---|---|---|
इसोला IS410 | 180 | 45 | 0.85 | उत्कृष्ट | गर्म करने और ठंडा करने के दौरान मजबूत रहता है; आसानी से मुड़ता या टूटता नहीं है; कारों, विमानों और डेटा केंद्रों के लिए अच्छा है। |
शेंगयी S1000H | 180 | 65 | एन / ए | अच्छा | उच्च CTE का अर्थ है कि यह गर्मी के साथ आकार में अधिक परिवर्तन करता है; इसका उपयोग घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स और फोन में किया जाता है। |
पैनासोनिक मेगट्रॉन 6 | 175 | 50 | एन / ए | बहुत अच्छा | CTE, IS410 से थोड़ा अधिक है; कंप्यूटर नेटवर्क के लिए अच्छा है। |
रोजर्स RO4835 | 280 | एन / ए | 0.69 | एन / ए | उच्चतम Tg, लेकिन ऊष्मा को स्थानांतरित करने में उतना अच्छा नहीं; रेडियो और माइक्रोवेव के लिए उपयोग किया जाता है। |
टैकोनिक टीएलवाई-5 | एन / ए | एन / ए | 0.71 | एन / ए | IS410 की तरह गर्मी को स्थानांतरित करने में उतना अच्छा नहीं है। |
IS410 कारों, विमानों और फ़ोनों में उच्च-शक्ति और उच्च-गति वाले उपयोगों में अच्छा काम करता है। इसका उच्च ग्लास ट्रांज़िशन तापमान और मज़बूत ताप नियंत्रण इसे इलेक्ट्रिक कारों के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है। पैनासोनिक मेगट्रॉन 6 और रोजर्स RO4835 जैसी अन्य उच्च-तापमान सामग्री भी मज़बूत और ताप में स्थिर होती हैं। लेकिन IS410 इसलिए पसंदीदा है क्योंकि यह कीमत, मज़बूती और अपनी कार्यकुशलता के बीच संतुलन बनाता है, इसलिए इसे कठिन कामों के लिए अक्सर चुना जाता है।
उच्च-टीजी पीसीबी समाधान
उष्मा प्रतिरोध
उच्च-टीजी पीसीबी समाधान इलेक्ट्रिक कारों को गर्मी को बेहतर ढंग से संभालने में मदद करें। इन सामग्रियों का ग्लास ट्रांज़िशन तापमान 170°C से ज़्यादा होता है। इसका मतलब है कि ये अपनी मज़बूती बनाए रखते हैं और बहुत ज़्यादा गर्मी होने पर भी अच्छी तरह काम करते हैं। कार निर्माता इन सामग्रियों का इस्तेमाल बोर्ड को गर्म होने पर टूटने या मुड़ने से बचाने के लिए करते हैं। तांबे की मोटी परतें पीसीबी पर गर्मी फैलाने में मदद करती हैं। ये हीट सिंक की तरह काम करती हैं और हॉट स्पॉट बनने से रोकती हैं। थर्मल विया को गर्म होने वाले हिस्सों के पास रखा जाता है। ये विया गर्मी को तांबे के तल या हीट सिंक के बाहर ले जाते हैं। 0.3-0.5 मिमी की दूरी पर लगे थर्मल विया का एक ग्रिड, बोर्ड से गर्मी को तेज़ी से बाहर निकालने में मदद करता है। इन विशेषताओं वाले उच्च-टीजी पीसीबी डिज़ाइन इलेक्ट्रिक कारों को कठिन जगहों पर भी अच्छी तरह काम करने में मदद करते हैं।
टिप: उच्च-टीजी सामग्री, भारी तांबे और थर्मल वियास का एक साथ उपयोग करने से पीसीबी ठंडे और स्थिर रहते हैं, यहां तक कि तेज चार्जिंग या तेज ड्राइविंग के दौरान भी।
यांत्रिक स्थिरता
कार पीसीबी को बहुत अधिक झटकों और बड़े तापमान परिवर्तनों का सामना करना पड़ता है। उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री ये सामग्रियाँ बेहतर मज़बूती देती हैं और आसानी से मुड़ती या टूटती नहीं हैं। ये सामग्रियाँ सख्त और मज़बूत होती हैं, इसलिए हिलाने या दबाने पर इनका आकार नहीं बदलता।
उच्च-टीजी सामग्री उच्च ताप पर टूटती या मुड़ती नहीं है।
वे गर्म होने पर बोर्ड की वृद्धि को धीमा कर देते हैं।
अच्छी नमी प्रतिरोधकता बोर्ड को गीली जगहों पर भी काम करने लायक बनाती है।
मजबूत बोर्डों में कई परतें हो सकती हैं और वे बहुत अधिक शक्ति संभाल सकते हैं।
कार निर्माता इन मज़बूत बोर्डों का इस्तेमाल यह सुनिश्चित करने के लिए करते हैं कि इलेक्ट्रिक कारों में पीसीबी लंबे समय तक चलें। जब वे उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री का इस्तेमाल करते हैं, तो बोर्ड ज़्यादा समय तक चलते हैं और कम मरम्मत समय के साथ बेहतर काम करते हैं।
विश्वसनीयता
इलेक्ट्रिक कार इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए विश्वसनीयता बेहद ज़रूरी है। उच्च-तापमान वाली पीसीबी सामग्री गर्मी में भी मज़बूत रहती है और लंबे समय तक काम करती रहती है। तापमान बढ़ने-घटने पर ये सामग्री टूटती या मुड़ती नहीं है।
उच्च-टीजी पीसीबी विश्वसनीयता के लिए कुछ महत्वपूर्ण बातें हैं:
वे उच्च ताप में भी लम्बे समय तक मजबूत बने रहते हैं।
तापमान में तेजी से परिवर्तन होने पर भी वे टूटते नहीं हैं।
प्लेटेड छेद कनेक्शन को कार्यशील बनाए रखते हैं।
गर्म करने पर बोर्ड का आकार ज्यादा नहीं बदलता।
मजबूत बोर्ड अधिक शक्ति और परतें धारण कर सकते हैं।
वे गर्मी और झटकों के बावजूद भी लम्बे समय तक टिके रहते हैं।
वे गर्मी होने पर भी ठीक से काम करते रहते हैं।
नोट: उच्च-टीजी सामग्री बोर्ड को पर्याप्त ठंडा रखने में मदद करती है, कांच संक्रमण तापमान से कम से कम 25 डिग्री सेल्सियस नीचे, ताकि यह नरम न हो या काम करना बंद न करे।
कार निर्माता महत्वपूर्ण इलेक्ट्रिक कार प्रणालियों के लिए मज़बूत बोर्ड बनाने हेतु उच्च-टीजी सामग्री और विशेष कनेक्शन का उपयोग करते हैं। ये समाधान ऐसे पीसीबी की ज़रूरत को पूरा करने में मदद करते हैं जो अपनी मज़बूती खोए बिना ज़्यादा बिजली और गर्मी को संभाल सकें।
ईवी अनुप्रयोग
बैटरी प्रबंधन प्रणाली
बैटरी प्रबंधन प्रणालियाँ, या बीएमएस, इलेक्ट्रिक कारों की बैटरियों पर नज़र रखती हैं। ये प्रणालियाँ 150°C तक के तापमान वाली जगहों पर भी काम करती हैं। बीएमएस के सुचारू संचालन के लिए उच्च-टीजी पीसीबी समाधान बहुत ज़रूरी हैं। उच्च-टीजी सामग्री मज़बूत रहती है और गर्मी में भी ठीक से काम करती रहती है। यह बोर्ड को मुड़ने, छिलने या विद्युत समस्याओं से बचाती है। इंजीनियर सिस्टम को लंबे समय तक सुरक्षित और सुचारू रूप से चलाने के लिए बीएमएस में उच्च-टीजी पीसीबी का उपयोग करते हैं। स्वचालित कारों में, लोगों और कार की सुरक्षा के लिए बीएमएस को गलतियाँ नहीं करनी चाहिए। उच्च-टीजी सामग्री ज़्यादा पानी भी नहीं सोखती, इसलिए गीली हवा से होने वाली समस्याएँ कम होती हैं।
नोट: बीएमएस को बहुत अधिक तापन, शीतलन और झटकों को संभालने के लिए उच्च-टीजी सामग्री की आवश्यकता होती है।
ADAS और सुरक्षा प्रणालियाँ
उन्नत ड्राइवर सहायता प्रणालियाँ, जिन्हें ADAS कहा जाता है, और ABS व एयरबैग जैसे अन्य सुरक्षा पुर्जों के लिए मज़बूत PCB की आवश्यकता होती है। ये कार इलेक्ट्रॉनिक्स कंपन, तेज़ तापमान परिवर्तन और विद्युत शोर का सामना करते हैं। उच्च-TG PCB बोर्ड इन कठिन कार्यों के लिए आवश्यक ताप नियंत्रण प्रदान करते हैं। उच्च-TG सामग्री बोर्डों को कठोर रखती है और गर्म और ठंडा होने पर उनमें दरारें पड़ने से रोकती है। यह स्वचालित कारों में सुरक्षा के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि छोटी-छोटी समस्याएँ भी खतरनाक हो सकती हैं। उच्च-TG PCB भारी पुर्जों को भी संभालते हैं और हिलने पर टूटते नहीं हैं, जो सुरक्षा प्रणालियों के लिए आवश्यक है।
ADAS और सुरक्षा प्रणालियों को हर समय एक समान कार्य करने के लिए उच्च-TG सामग्री की आवश्यकता होती है।
उच्च-टीजी पीसीबी समाधान कारों को बहुत कठिन स्थानों पर सुरक्षित रहने में मदद करते हैं।
विद्युत प्रबंधन
इलेक्ट्रिक कारों में पावर मैनेजमेंट के पुर्जे बहुत ज़्यादा बिजली और उच्च वोल्टेज का इस्तेमाल करते हैं। ये पुर्जे अक्सर हुड के नीचे होते हैं, जहाँ तापमान 125°C से भी ज़्यादा हो सकता है। सामान्य PCB सामग्री इतनी ज़्यादा गर्मी नहीं झेल सकती। पावर मैनेजमेंट के सुचारू संचालन के लिए 170°C से ज़्यादा ग्लास ट्रांज़िशन तापमान वाली उच्च-TG सामग्री ज़रूरी है। उच्च-TG PCB बोर्ड अपना आकार बनाए रखते हैं और ठीक से काम करते हैं, भले ही वे जल्दी गर्म और ठंडे हो जाएँ। यह सेल्फ-ड्राइविंग कारों के लिए मददगार है, जहाँ बिजली हमेशा काम करती रहती है। उच्च-TG सामग्री गर्म होने पर ज़्यादा नहीं बढ़ती, इसलिए सोल्डर जोड़ मज़बूत रहते हैं और टूटते नहीं हैं।
ऊर्जा प्रबंधन में उच्च-टीजी सामग्रियों का उपयोग करने से कारें सुरक्षित और कार्यशील रहती हैं।
स्वचालित कारों को मजबूत पीसीबी की आवश्यकता होती है जो गर्मी और झटकों को सहन कर सकें।
उच्च-टीजी पीसीबी नई कार इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं, जो उन्हें सुरक्षित, मजबूत रहने और कठिन स्थानों पर अच्छी तरह से काम करने में मदद करते हैं।
उच्च-टीजी बनाम मानक पीसीबी
प्रदर्शन की तुलना
उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इलेक्ट्रिक कारों में मानक बोर्डों की तुलना में ये बेहतर काम करते हैं। ये विशेष बोर्ड गर्म होने पर भी मज़बूत रहते हैं और अपना आकार बनाए रखते हैं। 125°C से ज़्यादा तापमान होने पर सामान्य बोर्ड मुड़ या टूट सकते हैं। उच्च-तापमान वाले बोर्डों का ग्लास ट्रांज़िशन तापमान 170°C से ज़्यादा होता है। गर्म होने पर ये अपना आकार या इन्सुलेशन नहीं खोते। यह उन कार सिस्टम के लिए ज़रूरी है जो बहुत ज़्यादा गर्म होते हैं और हिलते हैं।
उच्च-टीजी पीसीबी समाधान भी अधिक मज़बूत होते हैं। ये कारों में तनाव, धक्कों और झटकों को झेल सकते हैं। इन स्थितियों में सामान्य बोर्ड टूट या अलग हो सकते हैं। उच्च-टीजी बोर्ड इन समस्याओं को रोकते हैं और सुरक्षा एवं बिजली प्रणालियों को सुचारू रूप से चलाने में मदद करते हैं। इनमें परावैद्युत हानि भी कम होती है और सिग्नल गुणवत्ता भी बेहतर होती है। इससे मदद मिलती है उच्च आवृत्ति इलेक्ट्रॉनिक्स बेहतर काम करते हैं। उच्च-टीजी बोर्ड गीले या गंदे स्थानों पर भी लंबे समय तक चलते हैं क्योंकि वे पानी और रसायनों का प्रतिरोध करते हैं।
लागत और दीर्घायु
हाई-टीजी पीसीबी बोर्ड बनाने में सामान्य बोर्ड की तुलना में ज़्यादा खर्च आता है। इनमें ज़्यादा तांबा और विशेष सामग्री का इस्तेमाल होता है, इसलिए शुरुआत में कीमत ज़्यादा होती है। लेकिन इलेक्ट्रिक कारों में ये बोर्ड ज़्यादा समय तक चलते हैं। ये अक्सर टूटते नहीं हैं, इसलिए इनकी मरम्मत और बदलने की ज़रूरत कम पड़ती है। एक कार कंपनी ने देखा कि हाई-टीजी बोर्ड इस्तेमाल करने के बाद उनके सर्किट 20-30% ज़्यादा समय तक चलते हैं। इसका मतलब था कि समस्याएँ कम हुईं और कारों की मरम्मत पर हर साल लगभग 50,000 डॉलर की बचत हुई।
उच्च-टीजी बोर्ड गर्मी से मुड़ते या खराब नहीं होते।
वे कई बार गर्म करने और ठंडा करने के बाद भी काम करते रहते हैं।
उच्च-टीजी पीसीबी बोर्ड वाली कारों को कम फिक्सिंग की आवश्यकता होती है।
यद्यपि शुरुआत में इनकी लागत अधिक होती है, लेकिन समय के साथ इनसे पैसे की बचत होती है।
टिप: उच्च-टीजी बोर्ड का उपयोग करने से कार इलेक्ट्रॉनिक्स अधिक विश्वसनीय हो जाता है और लंबे समय में पैसे की बचत होती है।
ईवी में हाई-टीजी का भविष्य
उभरती मांगें
इलेक्ट्रिक कार उद्योग बहुत तेज़ी से बढ़ रहा है। नई कार इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उच्च-टीजी सामग्री महत्वपूर्ण है। विशेषज्ञों का मानना है कि हर साल लगभग 8% ज़्यादा उच्च-टीजी पीसीबी की ज़रूरत होगी। ऐसा होने के लिए कई चीज़ें ज़िम्मेदार हैं:
इलेक्ट्रिक कारों को ऐसे पीसीबी की आवश्यकता होती है जो बहुत अधिक गर्मी सहन कर सकें।
कार उद्योग, विशेषकर इलेक्ट्रिक कारें, उच्च-टीजी पीसीबी बाजार को बड़ा बना रही हैं।
चीन के नेतृत्व में पूर्वी एशिया में इसका सबसे अधिक उत्पादन और उपयोग होता है, क्योंकि वहां अनेक इलेक्ट्रॉनिक्स कारखाने हैं।
छोटे भागों, पैक्ड सर्किट और छिपे हुए टुकड़ों जैसे नए विचारों के लिए बेहतर उच्च-टीजी सामग्री की आवश्यकता होती है।
पीसीबी बनाने के लिए अनुसंधान और नए तरीके बदलती कीमतों और विश्व मुद्दों जैसी समस्याओं को हल करने में मदद करते हैं।
कार पीसीबी निर्माताओं को इन नई ज़रूरतों के साथ तालमेल बिठाना होगा। कंपनियाँ कारों को सुरक्षित और बेहतर ढंग से चलाने के लिए बेहतर तरीकों और सामग्रियों पर पैसा खर्च करती हैं।
सामग्री नवाचार
इलेक्ट्रिक कारों के लिए उच्च-तापमान वाले पीसीबी में नई सामग्रियाँ बदलाव ला रही हैं। इंजीनियर मज़बूत रेज़िन वाले बेहतर FR-4 बोर्ड बना रहे हैं, जिससे वे 170°C या उससे ज़्यादा तापमान को झेल सकते हैं। ये उच्च-तापमान वाली सामग्रियाँ पीसीबी को कमज़ोर हुए बिना या शक्ति खोए बिना गर्मी में काम करने देती हैं।
एल्युमिना और एल्युमिनियम नाइट्राइड जैसे सिरेमिक बोर्ड गर्मी को अच्छी तरह से दूर ले जाते हैं, जिससे बिजली के पुर्जे ठंडे रहते हैं। उच्च-आवृत्ति वाले बोर्ड तेज़ गति पर भी सिग्नल को स्पष्ट रखते हैं और गर्मी से प्रभावित नहीं होते। ग्रैफीन बोर्ड और विशेष मिश्रण जैसे नए विकल्प गर्मी और बिजली के साथ और भी बेहतर काम कर सकते हैं।
निर्माता ऊष्मा को स्थानांतरित करने और अधिक शक्ति धारण करने के लिए धातु-कोर वाले पीसीबी और मोटे तांबे का भी प्रयोग करते हैं। नए डिज़ाइन, जैसे बोर्ड के अंदर पुर्जे लगाना या 3D आकृतियाँ बनाना, जगह और शक्ति का बेहतर उपयोग करने में मदद करते हैं। पर्यावरण के अनुकूल होना महत्वपूर्ण है, इसलिए लोग पर्यावरण-अनुकूल सामग्रियों और पीसीबी बनाने के तरीकों का अध्ययन करते हैं। जैसे-जैसे कार पीसीबी निर्माण बेहतर होता जा रहा है, ये नई सामग्रियाँ और विचार कारों को अधिक शक्ति का उपयोग करने, लंबे समय तक चलने और कठिन स्थानों पर सुरक्षित रहने में मदद करते हैं।
उच्च-टीजी पीसीबी सामग्री इलेक्ट्रिक कारों में गर्मी और सुरक्षा संबंधी समस्याओं को ठीक करने में मदद करती है। ये विशेष बोर्ड तेज़ गर्मी सहन कर सकते हैं और आसानी से मुड़ते नहीं हैं। ये लंबे समय तक चलते हैं, यहाँ तक कि बहुत ज़्यादा इस्तेमाल करने पर भी।
वे विफलताओं को रोककर महत्वपूर्ण कार प्रणालियों को सुरक्षित रखते हैं।
विशेषज्ञों का कहना है कि छोटे और जटिल भागों वाली नई इलेक्ट्रिक कारों के लिए उच्च-टीजी पीसीबी की आवश्यकता है।
सामग्रियों और बोर्ड बनाने में नए विचार भविष्य की कारों को और भी अधिक सुरक्षित और बेहतर कार्य करने योग्य बनाएंगे।
सामान्य प्रश्न
पीसीबी सामग्रियों में "हाई-टीजी" का क्या अर्थ है?
हाई-टीजी का मतलब है कि बोर्ड नरम होने से पहले और ज़्यादा गर्मी सहन कर सकता है। यह उस तापमान को दर्शाता है जब बोर्ड कठोर से नरम हो जाता है। हाई-टीजी पीसीबी सामान्य बोर्डों की तुलना में ज़्यादा गर्म होने पर भी मज़बूत रहते हैं और मुड़ते नहीं हैं।
इलेक्ट्रिक वाहनों को उच्च-Tg PCB की आवश्यकता क्यों होती है?
इलेक्ट्रिक वाहन चलते समय बहुत गर्म हो जाते हैं। उच्च-Tg वाले PCB गर्मी, कंपन और गीली हवा को संभाल सकते हैं। ये बैटरी और बिजली जैसे महत्वपूर्ण पुर्जों को सुरक्षित रखने में मदद करते हैं। इससे कार ज़्यादा सुरक्षित और भरोसेमंद बनती है।
उच्च-टीजी पीसीबी बोर्ड की विफलता को कैसे रोकते हैं?
हाई-टीजी पीसीबी में एक विशेष सामग्री का उपयोग किया जाता है जो न तो मुड़ती है और न ही टूटती है। बोर्ड के गर्म होने या हिलने पर भी ये अपना आकार बनाए रखते हैं। इससे इलेक्ट्रॉनिक्स से जुड़ी समस्याएँ नहीं होतीं और ये लंबे समय तक चलते हैं।
क्या उच्च-Tg PCB, मानक PCB से अधिक महंगे हैं?
हाँ, उच्च-Tg वाले PCB बनाने में ज़्यादा पैसा खर्च होता है। इनमें बेहतर सामग्री और मोटे तांबे का इस्तेमाल होता है। लेकिन ये ज़्यादा समय तक चलते हैं और इनकी मरम्मत की ज़रूरत भी कम होती है। कई कंपनियाँ समय के साथ पैसे बचाती हैं।
क्या उच्च-टीजी पीसीबी ईवी में तीव्र चार्जिंग को संभाल सकते हैं?
हाई-टीजी पीसीबी तेज़ चार्जिंग से उत्पन्न अतिरिक्त गर्मी को संभाल सकते हैं। इनमें मोटे तांबे और विशेष छिद्रों का उपयोग किया जाता है जो गर्मी को गर्म स्थानों से दूर रखते हैं। इससे तेज़ चार्जिंग के दौरान इलेक्ट्रॉनिक्स सुरक्षित और कार्यशील रहते हैं।
