1. 製品の概要: ワイヤレス掃除機 PCB とは?
ワイヤレス掃除機の PCB (プリント基板) モーターの駆動制御を担う心臓部の電子部品です。, 電源管理, ユーザーインタラクション, コードレス掃除機内の安全保護. 簡単に言うと, デバイスの「脳」および「神経中枢」として機能します。. ボタンコマンドを受け取ります, ブラシレスモーターの速度を制御します, バッテリーの充電と放電を管理します, 稼働状況を監視します, 複数の安全保護を実装.
UGPCB は、このワイヤレス掃除機 PCB を導入しました。 2-層リジッドプリント基板 ポータブル洗浄装置用に特別に設計された. 使用します FR-4 ガラスエポキシ銅張積層板 基材として. 板厚は1.0mmです, そして寸法は 86.37 ×72.6mm. このコンパクトなサイズは、ハンドヘルド掃除機やスティック型コードレス掃除機の狭い内部スペースに完全にフィットします。.
IPC-6012F による リジッドプリント基板の認定および性能仕様, この商品は以下に該当します リジッド両面プリント基板 (メッキスルーホール付き) カテゴリ. UGPCB のワンストップの重要な部分として プリント基板 ソリューション, この製品は設計から製造、品質管理までIPC国際規格に適合しています。. 掃除機メーカーに高い信頼性を提供します。, 費用対効果 プリント基板 解決.
2. 製品分類: 科学的な位置づけと業界の分類
IPC-6012F に準拠し、 標準PCB 業界分類システム, この製品は科学的に次のように分類できます。:
| 分類次元 | カテゴリ |
|---|---|
| 構造によって | リジッド両面プリント基板 (メッキスルーホール付き) |
| ベース素材によって | FR-4 エポキシ織ガラス銅張積層板 (IPC-4101に準拠) |
| レイヤーカウントごとに | 2-レイヤーボード (両面PCB) |
| 表面仕上げによる | 鉛フリーHASL (熱気はんだレベリング) |
| 可燃性評価による | UL 94 V-0 |
| アプリケーションによって | 家電 / 小型家電制御盤 (掃除機 PCBA) |
掃除機エレクトロニクス業界内, この製品はに属しますモータードライブおよび制御用PCBA カテゴリ. メインコントロールボードおよび電源管理ボードと合わせて, ワイヤレス掃除機の 3 つのコア回路モジュールを形成します。.
3. 主要な技術的パラメータ
3.1 基材と板厚
- 基本材料: FR-4 (ガラス繊維強化エポキシ銅張積層板)
- 板厚: 1.0mm
FR-4 は PCB 業界で最も広く使用されているリジッド基板です. IPC-4101の場合, FR-4は優れた電気絶縁性を備えています, 機械的強度, そして耐熱性. 標準 FR-4 にはガラス転移温度があります (TG) 130～140℃. IPC-6012の場合, 板厚1.0mmの公差範囲は±0.1mm.
3.2 層数と寸法
- レイヤー数: 2 レイヤー (両面ボード)
- 寸法: 86.37 × 72.6 mm
2 層構造により製造コストを効果的に抑制しながら、確実な電気的性能を実現. これにより、ワイヤレス掃除機制御ボードの主流の選択肢となっています。. コンパクト 86.37 × 72.6mm の寸法は、掃除機内の限られたスペースに最適化されています。.
3.3 トレース幅/間隔および最小穴サイズ
- 最小穴サイズ: 0.45mm
- トレース幅/間隔: 0.45mm / 0.391mm
IPC-2221Cによるプリント基板設計に関する一般規格, トレースの幅と間隔の設計は電気的性能を考慮する必要があります, 通電容量, そして製造能力. 最小穴サイズ0.45mmにより、従来のDIP部品やスルーホール部品の確実なはんだ付けをサポート.
通電容量について, 業界標準の公式I = k・ΔT^0.44・A^0.725 (ここで、A はトレースの断面積です。) 1オンスの銅の場合を示しています, 0.45mm (約. 18ミル) トレースは約 1.8 ～ 2.0A を流すことができます. ワイヤレス掃除機 PCB は、モーター駆動信号と制御信号にこの配線幅を使用します。, 長期安定稼働を実現.
3.4 銅箔の厚さ
- 銅箔の厚さ: 1/1 オズ (1 両方の外層でオンス)
1オンスの銅箔 (約. 35μm) 家電製品の PCB の標準構成です. 通電容量との優れたバランスを実現します。, 熱伝導率, コスト.
3.5 表面仕上げ
- 表面仕上げ: 鉛フリーHASL (熱気はんだレベリング)
HASL は成熟した経済的な PCB 表面仕上げです. 鉛フリー HASL は RoHS 環境要件を満たしています. IPC標準ごと, 鉛フリー HASL の錫層の厚さは通常 1 ～ 40μm です。, 従来のプロセスでは5～25μmで制御. 優れたはんだ付け性を実現する仕上げです (濡れ性) 最長の優れた保管寿命 12 月.
3.6 はんだマスクと凡例
- はんだマスク色: 緑のインク
- 凡例の色: 白
緑色のソルダーマスクは業界で最も人気のある選択肢です. 優れた絶縁保護と高いコントラストを提供します。 あおい (自動光学検査). 白い凡例は明確で読みやすいです, コンポーネントの配置と将来のメンテナンスを容易にする.
4. 設計ガイドライン: IPC-2221C規格に準拠
適切に設計されたワイヤレス掃除機 PCB は、次の基本原則に従う必要があります。 (IPC-2221Cに準拠):
4.1 電気的性能設計
- パワートレース幅: 式を使って計算する I = k・ΔT^0.44・A^0.725 最大動作電流での温度上昇を 10°C 未満に抑えるため.
- 信号の完全性: 制御信号に0.45mmのトレース幅を使用して、PWM速度制御信号とセンサー信号の完全な伝送を保証します.
- 接地設計: 単一点接地または分割接地戦略を使用して、電力ループと制御ループの干渉を防止します。.
4.2 熱管理設計
ワイヤレス掃除機は動作中に MOSFET から大量の熱を発生します。. The プリント基板設計 これに対処する必要があります:
- サーマルビアアレイをパワーデバイスの下に配置する.
- 熱放散を改善するために、大電流トレースを広げるか、露出した銅を追加します。.
- 板厚1.0mmを採用し、熱伝導性と機械的強度を両立.
4.3 機械構造設計
The 86.37 × 72.6mm の寸法は掃除機のハウジングと正確に一致する必要があります. 取り付け穴の位置とコネクタの位置は構造設計要件を満たす必要があります. 最小穴サイズ 0.45mm により、さまざまな DIP コンポーネントやコネクタのスルーホールはんだ付けがサポートされます。.
5. 作業原則
ワイヤレス掃除機 PCB は、次のコアプロセスを通じて動作します。:
① 電源入力と管理: リチウム電池パックは (通常は21.6Vまたは25.2V) PCB 上の電源管理回路を通過します. これにより、メイン制御チップとドライバー回路に安定した電圧が供給されます。.
②メイン制御チップの演算: MCU (マイクロコントローラー) PCB 上でボタンコマンドを受信します. FOCを利用して三相駆動信号を演算して出力します。 (フィールド指向制御) または方形波制御アルゴリズム.
③ モータードライブ: 駆動信号はMOSFETパワーデバイスによって増幅されます。. これらの信号はブラシレス DC モーターを駆動します。 (BLDC) 高速で回転する, 吸引に必要な気流を生成する.
④ フィードバックと保護: PCB はモーター電流を継続的に監視します, バッテリー電圧, 温度, およびその他のパラメータ. 過電流などの異常を検知した場合, 過熱, 不足電圧, またはローターロック, すぐに保護アクションを実行します.
6. 使用材料
| 成分 | 材料 | 説明 |
|---|---|---|
| 基板 | FR-4 ガラスエポキシ | IPC-4101に準拠 |
| 導電層 | 電解銅箔 (1オンス) | 1両方の外層でオンス |
| はんだマスク | 緑色のフォトイメージャブルインク | 絶縁保護, 耐酸化性 |
| 表面仕上げ | 鉛フリーHASL合金 | RoHS対応 |
| レジェンドインク | 白色エポキシインク | ハイコントラスト, 耐熱性 |
FR-4 基板は UL を取得しています 94 V-0 可燃性評価. 垂直燃焼試験では, 炎は中で消える 10 取り外してから数秒後, 燃えるような点滴なし. この機能はハイパワーにとって重要です, ワイヤレス掃除機などのバッテリー駆動のデバイス. 回路障害による火災のリスクを大幅に軽減します.
7. 性能仕様
7.1 電気性能
| パラメーター | 仕様 | 参照標準 |
|---|---|---|
| 絶縁抵抗 | ≥10^6MΩ | IPC-6012F |
| 耐電圧 | 最大500V (設計に依存する) | IPC-2221C |
| 導通抵抗 | ≤50mΩ (典型的な) | IPC-6012F |
| 特徴的なインピーダンス | リクエストに応じて制御可能 (50Ω/90Ω/100Ω) | IPC-2221C |
7.2 熱性能
| パラメーター | 仕様 | 参照標準 |
|---|---|---|
| ガラス転移温度 (TG) | ≧135℃ (DSC法) | IPC-TM-650 2.4.25 |
| はんだ耐熱性 | 288℃ / 10s, 剥離はありません | IPC-4101 |
| Z軸CTE (CTEz) | ≤65 ppm/℃ (50–260℃) | IPC-4101 |
7.3 機械的性能
| パラメーター | 仕様 | 参照標準 |
|---|---|---|
| 板厚許容差 | ±0.1mm | IPC-6012 |
| 穴サイズの許容差 | ±0.05mm | IPC-6012F |
| 可燃性評価 | UL 94 V-0 | UL 94 |
7.4 信頼性
- はんだ付け性試験: IPC-J-STDに準拠-003
- 老化試験: 500 ダブル85条件下での時間 (85℃ / 85%rh) 異常なし
8. 構造的特徴
8.1 2-レイヤーボードの利点
最上層は主要コンポーネントと信号トレースを伝送します. 最下層は補助コンポーネントとアース/電源銅線を処理します。. 2層設計により、最高のコスト そして最高の信頼性 ワイヤレス掃除機制御機能のバランス.
8.2 メッキスルーホール (PTH) プロセス
すべてのスルーホールにメッキスルーホールプロセスを採用. これにより、最上層と最下層間の信頼性の高い相互接続が保証されます。. また、DIP コンポーネントの強固な機械的サポートと電気的接続も提供します。.
8.3 ソルダーマスクブリッジプロセス
緑色のソルダーマスクが隣接するパッド間にブリッジを形成します. これにより、はんだ付けショートが防止され、SMT 実装歩留まりが向上します。.
9. 製造工程の流れ
UGPCB は IPC-6012F 規格に厳密に従って、すべての製造ステップを管理します:
① 入荷検査 →②内層回路作成 (2層基板用, これは直接外層です) →③ラミネート加工 (2層ボードには適用されません) →④ 穴あけ加工 (最小穴サイズ 0.45mm) →⑤ 無電解銅めっき / パネルメッキ →⑥外層回路 →⑦ パターンメッキ →⑧ エッチング →⑨ ソルダーマスク (緑のインク) →⑩ 表面仕上げ (鉛フリーHASL) →⑪ 凡例 (白文字) →⑫ プロファイルルーティング (86.37 ×72.6mm) →⑬電気試験 →⑭ 最終検査 (IPC-A-600用) →⑮ 梱包・発送
すべてのバッチで次の処理が行われます飛行プローブ試験 または専用治具テスト 確実にする 100% 断線や短絡がないこと.
10. アプリケーションシナリオ
10.1 主要なアプリケーション
- 手持ち式コードレス掃除機: コンパクトなスペースでのモーターの駆動と制御
- スティック型コードレス掃除機: バッテリー管理とブラシレスモーター駆動
- ロボット掃除機: ナビゲーション制御とモータードライブ
- 車用掃除機: 12V/24V 電源の適応と制御
- スマートクリーニングデバイス: IoT接続とインテリジェント制御
10.2 最終製品の例
この PCB は、Xiaomi などのブランドのコードレス掃除機や同様の掃除装置の制御ボードやドライバーボードで広く使用できます。, ダイソン, ティネコ, そしてレイフハイト.
11. UGPCB のワイヤレス掃除機 PCB を選ぶ理由?
✅国際規格への準拠: デザイン, 製造業, 検査はIPC-6012Fに完全に準拠しています, IPC-A-600, IPC-2221C, およびその他の国際規格
✅UL 94V-0 火災安全: FR-4 基板は最高の垂直燃焼定格を達成, デバイスの安全性を確保する
✅鉛フリーの環境に優しいプロセス: 鉛フリー HASL 表面仕上げは RoHS および REACH 環境指令に適合
✅実証済みの製造能力: UGPCBはプリント基板の設計・製造からプリント基板の組み立てまでワンストップサービスを提供します
✅厳格な品質管理: IPC-A-600 に準拠した目視検査および 100% 電気検査で出荷品質を確保
✅コンパクトに最適化された寸法: The 86.37 ×72.6mmのサイズで各種ワイヤレス掃除機の内部スペースにぴったりフィット
12. 今すぐ見積もりとサンプルを入手してください
UGPCB 高精度の提供に努めています, 世界中の電子機器メーカーに信頼性の高い PCB および PCBA ソリューションを提供. 必要かどうか ベア PCB, 完全に組み立てられたPCBA, または 設計から量産までワンストップで対応, UGPCB はお客様をサポートする専門知識を備えています.
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データソース宣言
この記事で引用されている技術標準とデータは、次の権威ある組織から提供されています。:
- IPC (エレクトロニクス産業をつなぐ協会): IPC-6012F リジッドプリント基板の認定および性能仕様, IPC-A-600 プリント基板の適合性, IPC-2221C プリント基板設計に関する一般規格, IPC-4101 リジッド・多層プリント基板用基材仕様, IPC-TM-650 試験方法マニュアル
- UL (引き受けの研究所): UL 94 機器・家電部品用プラスチック材料の可燃性安全基準 – V-0 評価
- 業界標準のエンジニアリング公式: プリント基板の電流容量計算式 I = k・ΔT^0.44・A^0.725
