Wall Box PCB: Designleitfaden, Sicherheitsspezifikationen und Checkliste zur Fehlerbehebung

Kurze Antwort (30 Sekunden)

Die Entwicklung einer Wall Box Leiterplatte – sei es für eine AC-Ladeplatine (EVSE) oder eine Solar-Anschlusskasten-Leiterplatte – erfordert die strikte Einhaltung von Hochspannungssicherheits- und thermischen Zuverlässigkeitsstandards. Im Gegensatz zu Standard-Unterhaltungselektronik verarbeiten diese Platinen kontinuierlich hohe Ströme (16A bis 80A+) und Netzspannung (110V–480V), oft in Außenumgebungen.

Kritische Sicherheit: Sie müssen Kriech- und Luftstrecken gemäß IEC 60664-1 oder UL 840 einhalten. Ein gängiger Richtwert ist >8mm für die Isolation zwischen Netz- und Niederspannung.
Materialwahl: Verwenden Sie FR-4 mit einem hohen Kriechstromfestigkeitsindex (CTI > 600V, PLC 0), um elektrische Durchschläge und Kriechspuren zu verhindern.
Wärmemanagement: Dickkupfer (2oz oder 3oz) ist Standard. Bei Strömen über 32A sollten Sie die Integration von Stromschienen oder Dickkupfer-Inlays in Betracht ziehen.
Umweltschutz: Schutzlackierung oder Verguss sind für Gehäuse mit Außeneinsatz (NEMA 4 / IP65) zwingend erforderlich, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.
Validierung: Die automatische optische Inspektion (AOI) ist unzureichend; Hi-Pot-Tests und thermische Zyklen sind für jede Produktionscharge erforderlich.

Wann Wall Box Leiterplatten zum Einsatz kommen (und wann nicht)

Das Verständnis des spezifischen Anwendungsfalls stellt sicher, dass Sie einen einfachen Controller nicht überentwickeln oder ein sicherheitskritisches Leistungsgerät unterentwickeln.

Dieser Leitfaden gilt, wenn:

EV-Laden (EVSE): Sie entwickeln Level-2-AC-Wallboxen (7kW–22kW), die eine Pilotsignalverarbeitung und Relaisumschaltung erfordern.
Solarenergie-Management: Sie bauen eine Solar-Anschlusskasten-Leiterplatte, die String-Eingänge und Bypass-Dioden für Photovoltaikmodule verwaltet.
Industrielle Steuerungen: Die Leiterplatte befindet sich in einem wandmontierten Gehäuse, das Motoren oder Heizungen mit Eingängen >120V AC steuert.
Außenanwendungen: Die Elektronik muss Feuchtigkeit, Kondensation und Temperaturschwankungen (-40°C bis +85°C) standhalten.
Hohe Zyklenfestigkeit: Das Gerät erfordert eine Lebensdauer von über 10 Jahren bei kontinuierlichem Power Cycling.

Dieser Leitfaden gilt NICHT, wenn:

Niederspannungs-IoT: Das Gerät ist ein batteriebetriebener Sensorknoten (3.3V/5V), der ohne Netzstrom an einer Wand montiert ist.
Indoor-Verbraucher-Hubs: Smart-Home-Hubs, die Standard-Steckernetzteile (externe Netzteile) verwenden, bei denen die Leiterplatte nur niedrige Gleichspannung verarbeitet.
Ultra-High-Density-Computing: Server-Blades oder rackmontierte Telekommunikationsgeräte, bei denen Zwangsluftkühlung verfügbar ist (Wallboxen verlassen sich normalerweise auf passive Konvektion).
DC-Schnellladung (Level 3): Obwohl verwandt, umfassen DCFC-Leistungsmodule deutlich höhere Spannungen (1000V+) und Flüssigkeitskühlung, was unterschiedliche Keramiksubstrate oder IMS-Platinen erfordert.

Regeln & Spezifikationen

APTPCB (APTPCB Leiterplattenfabrik) empfiehlt die Einhaltung der folgenden Spezifikationen, um Sicherheit und Herstellbarkeit zu gewährleisten. Diese Regeln priorisieren die Zuverlässigkeit gegenüber der Miniaturisierung.

Regel	Empfohlener Wert/Bereich	Warum es wichtig ist	Wie zu überprüfen	Bei Missachtung
Kupfergewicht	2 oz (70µm) bis 3 oz (105µm)	Reduziert Widerstand und Wärmeentwicklung beim Laden mit hohem Strom (16A–80A).	Mikroschnittanalyse oder Widerstandsmessung.	Überhitzung von Leiterbahnen, Delamination oder Brandgefahr.
Leiterbahnbreite (Leistung)	Berechnet für <10°C Anstieg	Stellt sicher, dass Leiterbahnen nicht als Sicherungen wirken. Typischerweise 3-5mm pro 10A, abhängig vom Kupfergewicht.	IPC-2152 Rechner oder thermische Simulation.	Durchbrennen der Leiterbahn oder übermäßiger PCB-Temperaturanstieg.
Kriechstrecke	>8.0 mm (Primär zu Sekundär)	Verhindert Oberflächenüberschläge über das PCB-Material bei Verschmutzungsgrad 3 (Außen-/Industriebereich).	CAD Design Rule Check (DRC) und physikalische Messung.	Sicherheitsversagen, Stromschlaggefahr, fehlgeschlagene UL/CE-Zertifizierung.
Luftstrecke	>5.5 mm (HV zu Erde)	Verhindert Luftdurchschlag (Überschlag) zwischen Hochspannungspads und Gehäusemasse.	CAD DRC und Hi-Pot-Test.	Überschläge bei Überspannungen oder Blitzeinschlägen.
Material-CTI	PLC 0 (CTI ≥ 600V)	Widersteht der Bildung von leitfähigen Kohlenstoffpfaden (Tracking) auf der Oberfläche unter Spannungsbelastung.	Datenblatt des Laminats prüfen (z.B. Isola/Panasonic).	PCB fängt aufgrund von Kohlenstoff-Tracking mit der Zeit Feuer.
Glasübergang (Tg)	Tg ≥ 170°C (Hohe Tg)	Bewahrt die mechanische Stabilität bei hohen Betriebstemperaturen, die in geschlossenen Gehäusen üblich sind.	DSC (Differential Scanning Calorimetry) Test.	Pad-Ablösung, Laufstegrisse oder Verzug während des Betriebs.
Lötstopplack	Hochspannungsfest (Grün/Blau)	Standardlacke können bei hoher Spannung degradieren. Volle Abdeckung über den Leitern sicherstellen.	Sichtprüfung und Durchschlagsfestigkeitsprüfung.	Lackdurchbruch, der zu Kurzschlüssen zwischen engen Leiterbahnen führt.
Via-Strombelastbarkeit	0.3mm Loch = ~1.5A (ca.)	Einzelne Vias können EV-Ladeströme nicht bewältigen. Via-Arrays oder gestitchte Vias verwenden.	Stromdichtesimulation.	Vias wirken als Sicherungen und trennen den Stromkreis.
Thermische Entlastung	Direkte Verbindung (keine Speichen) für Leistung	Thermische Speichen erhöhen den Widerstand. Leistungspads benötigen maximale Kupferverbindung.	Gerber-Dateiprüfung.	Hotspots an Bauteilverbindungen; potenzielle Lötstellenermüdung.
Schutzlackierung	Acryl oder Silikon (Typ AR/SR)	Schützt vor Kondensation und Staub im Inneren des Wandgehäuse.	UV-Lichtinspektion (falls Tracer hinzugefügt).	Korrosion, dendritisches Wachstum und Kurzschlüsse.
Leiterplattendicke	1.6mm bis 2.4mm	Dickere Leiterplatten bieten eine bessere mechanische Unterstützung für schwere Relais und Steckverbinder.	Mikrometer-Messung.	Leiterplattenbiegung, Lötstellen-Spannungsrisse.
Flammwidrigkeit	UL 94 V-0	Stellt sicher, dass sich die Leiterplatte selbst löscht, wenn eine Komponente ausfällt und sich entzündet.	UL-Entflammbarkeitsprüfung.	Feuer breitet sich auf das gesamte Gehäuse und Gebäude aus.

Implementierungsschritte

Ein strukturierter Arbeitsablauf verhindert kostspielige Neukonstruktionen während der Zertifizierungsphase.

Strompfade und Zonen definieren
- Aktion: Trennen Sie die Leiterplatte in Hochspannungs- (AC-Netz), Hochstrom- (Relais-/Schütz-Ausgang) und Niederspannungs- (Steuerung/Kommunikation) Zonen.
- Schlüsselparameter: Halten Sie einen physischen "Graben" oder eine Isolationsbarriere von mindestens 8 mm zwischen AC- und Niederspannungslogik ein.
- Abnahmekontrolle: Visuelle Bestätigung der Zonierung auf dem anfänglichen Grundriss vor dem Routing.
Das Laminatmaterial auswählen
- Aktion: Wählen Sie ein FR4-Material mit hohem Tg und hohem CTI. Für Solar-Anschlusskasten-Leiterplatten die UV-Beständigkeit überprüfen, wenn die Leiterplatte teilweise exponiert ist.
- Schlüsselparameter: CTI ≥ 600V, Tg ≥ 170°C.
- Abnahmekontrolle: Bestätigen Sie die Materialverfügbarkeit mit dem APTPCB Fertigungs-Support, bevor Sie mit dem Layout beginnen.
Strompfade berechnen und routen
- Aktion: Verlegen Sie AC-Leitungs- und Neutralleiterbahnen auf externen Lagen, um die Kühlung zu maximieren. Verwenden Sie Polygonflächen anstelle von dünnen Leiterbahnen.
- Schlüsselparameter: Stromdichte < 35 A/mm² (konservativ) oder Temperaturanstieg < 10°C.

Abnahmekontrolle: Leiterbahnbreite gemäß IPC-2152-Standards für das spezifische Kupfergewicht (z.B. 3oz) überprüfen.

Isolationsschlitze platzieren
- Aktion: Gefräste Schlitze (Luftspalte) zwischen Hochspannungspads (z.B. zwischen Relaiskontakten) hinzufügen, wenn der Leiterplattenoberflächenabstand unzureichend ist.
- Schlüsselparameter: Schlitzbreite > 1,0 mm, um die Herstellbarkeit zu gewährleisten.
- Abnahmekontrolle: Gerber-Dateien (GKO/GM-Schicht) prüfen, um sicherzustellen, dass die Schlitze dargestellt und nicht plattiert sind.
Thermische Via-Vernetzung
- Aktion: Anordnungen von thermischen Vias unter heißen Komponenten (Relais, Leistungs-MOSFETs, Klemmleisten) platzieren.
- Schlüsselparameter: Via-Raster 1,0 mm–1,5 mm; Verbindung zu großen Masseflächen auf Innenlagen.
- Abnahmekontrolle: Sicherstellen, dass die Lötstoppmaske das Via-Loch nicht bedeckt, wenn es Lot aufnehmen muss (oder es abdecken, wenn es rein zur Wärmeableitung dient).
Design für die Montage (DFA) - Schwere Komponenten
- Aktion: Sicherstellen, dass Befestigungslöcher und Pad-Größen für schwere Klemmleisten und Relais geeignet sind.
- Schlüsselparameter: Ringring > 0,3 mm, um ein Ausbrechen des Pads während des Wellenlötens oder Schraubenanziehens zu verhindern.
- Abnahmekontrolle: Komponenten-Footprint mit dem physischen Datenblatt abgleichen, insbesondere die Toleranzen des Pin-Durchmessers prüfen.
EMI-Abschirmung implementieren
- Aktion: Schutzringe oder Vernetzungsvias um den Umfang und in der Nähe von Schaltnetzteilen (SMPS) hinzufügen.

Schlüsselparameter: Masseverbindungsabstand < λ/20 der höchsten Frequenz.
Abnahmekontrolle: Überprüfen Sie die Rückwege, um sicherzustellen, dass keine Hochgeschwindigkeitssignale geteilte Ebenen kreuzen.

Lötstopplack- und Bestückungsdruckprüfungen
- Aktion: Entfernen Sie den Lötstopplack von Hochstromleiterbahnen, wenn Sie eine Verzinnung für zusätzliche Stromkapazität planen.
- Schlüsselparameter: Lötstopplack-Erweiterung 0.05mm–0.075mm.
- Abnahmekontrolle: Überprüfen Sie, dass keine Bestückungsdruckfarbe auf Lötpads gelangt (entscheidend für die Hochspannungszuverlässigkeit).
Fertigungsdateien generieren
- Aktion: Gerbers, Bohrdateien und IPC-356 Netzliste exportieren.
- Schlüsselparameter: Fügen Sie eine "Read Me" bei, die die CTI-Anforderung und das Kupfergewicht angibt.
- Abnahmekontrolle: Verwenden Sie einen Gerber Viewer, um den endgültigen Lagenaufbau und die Bohrausrichtung zu überprüfen.
Prototypenvalidierung
- Aktion: Bestellen Sie eine kleine Charge für Hi-Pot- und thermische Tests.
- Schlüsselparameter: Bestehen des 2500V AC (oder erforderlichen Standards) Hi-Pot-Tests ohne Durchschlag.
- Abnahmekontrolle: Wärmebildkamera-Inspektion unter Volllast (z.B. 32A) für 2 Stunden.

Fehlermodi & Fehlerbehebung

Wall Box PCBs fallen oft aufgrund von Umweltbelastungen oder thermischer Ermüdung aus. Verwenden Sie diese Tabelle, um Feldrückläufer oder Prototypenfehler zu diagnostizieren.

1. Karbonisierung / Kriechwegbildung zwischen Pads

Symptom: Schwarze Brandspuren auf der blanken Leiterplattenoberfläche zwischen Hochspannungsstiften; Gerät löst Schutzschalter aus.
Ursachen: Staub-/Feuchtigkeitsansammlung in Kombination mit unzureichender Kriechstrecke; Material mit niedrigem CTI.
Prüfungen: Abstand zwischen den Pads messen; Materialspezifikation prüfen (ist es Standard-FR4 oder High CTI?).
Behebung: Gefräste Schlitze zwischen den Pads hinzufügen; auf PLC 0 Material umstellen.
Vorbeugung: Schutzlack auftragen; Abstand im Layout vergrößern.

2. Rissbildung an Lötstellen (Relais/Klemmen)

Symptom: Intermittierende Stromversorgung; Funkenbildung; lokales Anbrennen am Pin.
Ursachen: Thermische Ausdehnungsdifferenz; mechanische Belastung durch Anziehen von Schrauben; unzureichende Lötfüllung.
Prüfungen: Röntgeninspektion der Hülsenfüllung; Sichtprüfung auf "Ringrisse" um den Pin.
Behebung: Ringflächengröße erhöhen; Nieten oder dickes Kupfer verwenden; 100%ige Lötfüllung sicherstellen.
Vorbeugung: Flexible Montage für die Leiterplatte verwenden; Drehmomentbegrenzungen für Schraubklemmen durchsetzen.

3. Überhitzung von Leiterbahnen

Symptom: Verfärbung der Leiterplatte (Bräunung) entlang der Strompfade; Ablösung der Lötstoppmaske.
Ursachen: Leiterbahnbreite zu schmal für den Strom; Kupferdicke geringer als spezifiziert (z.B. 1oz statt 2oz).
Prüfungen: Kupferdicke im Querschnitt messen; Strombelastung überprüfen.
Behebung: Dicken Kupferdraht über die Leiterbahn löten (Jumper) zur Reparatur; Neugestaltung mit breiteren Polygonen.
Vorbeugung: Leiterplattenfertigung-Optionen für 3oz oder 4oz Kupfer verwenden.

4. Ausfall des Control Pilot (CP) Signals

Symptom: EV beginnt nicht zu laden; Ladegerät meldet "Diodenfehler" oder "Kommunikationsfehler".
Ursachen: ESD-Schaden am Operationsverstärker/Komparator; Rauschkopplung von AC-Leitungen zur CP-Leitung.
Prüfungen: ESD-Schutzdioden prüfen; Verlegung der CP-Leiterbahn in der Nähe von AC-Leitungen prüfen.
Behebung: Beschädigte Logikkomponenten ersetzen; stärkere TVS-Dioden hinzufügen.
Prävention: CP/PP-Signale von Hochspannungs-Schaltknoten fernhalten; geschirmte Kabel verwenden.

5. Dielektrischer Durchschlag (Hi-Pot Fail)

Symptom: Lichtbogenbildung während der Sicherheitsprüfung; Leckstrom überschreitet Grenzwerte.
Ursachen: Verunreinigung auf der Platine (Flussmittelrückstände); zu geringer Innenlagenabstand.
Prüfungen: Sauberkeitstest (ionische Verunreinigung); Überprüfung des Innenlagenabstands.
Behebung: Platine gründlich reinigen; Stackup neu gestalten, um die dielektrische Dicke zu erhöhen.
Prävention: IPC Klasse 3 Sauberkeit spezifizieren; Prepreg-Schichten zwischen HV und LV erhöhen.

6. Relaiskontaktverschweißung

Symptom: Ladegerät gibt auch im Stillstand Spannung aus; Sicherheitsrisiko.
Ursachen: Einschaltstrom zu hoch; Relais für den Lasttyp (induktiv vs. resistiv) unterdimensioniert.
Prüfungen: Relaiskontakte inspizieren (zerstörende Prüfung); Einschaltstrom messen.
Behebung: Relais oder Schütz mit höherer Nennleistung verwenden; Nulldurchgangsschaltung implementieren.
Prävention: Einschaltstrombegrenzer (NTC/PTC) oder spezielle Relaisansteuerschaltungen hinzufügen.

7. Korrosion von Vias/Pads

Symptom: Unterbrechungen in Außengeräten nach 6-12 Monaten.
Ursachen: Feuchtigkeitseintritt; Schwefelangriff; fehlende Schutzbeschichtung.
Prüfungen: Sichtprüfung auf grüne/schwarze Korrosion; IP-Schutzart des Gehäuses prüfen.
Behebung: Leiterbahnen reinigen und reparieren; Gehäuseabdichtung verbessern.
Vorbeugung: Dicke Schutzlackierung auftragen; ENIG-Oberfläche anstelle von HASL/OSP für bessere Korrosionsbeständigkeit verwenden.

8. Delamination (Blasenbildung)

Symptom: Blasenbildung im Leiterplattensubstrat.
Ursachen: Feuchtigkeit, die während des Reflow-Lötens in der Leiterplatte eingeschlossen ist; Betriebstemperatur überschreitet Tg.
Prüfungen: Platine vor der Bestückung backen; Betriebstemperatur prüfen.
Behebung: Keine (Platine wird verschrottet).
Vorbeugung: Leiterplatten in vakuumversiegelten Beuteln lagern; vor der Bestückung backen; Hoch-Tg-Material verwenden.

Designentscheidungen

Bei der Konfiguration einer Wall Box Leiterplatte bestimmen mehrere architektonische Entscheidungen Kosten und Leistung.

Material: FR4 vs. Metallkern (MCPCB) Für die meisten AC Wall Boxes (bis 22kW) ist Hoch-Tg FR4 ausreichend und kostengünstig. Die Wärme wird hauptsächlich von Relais und Klemmenblöcken erzeugt, die Durchsteckkomponenten sind und nicht wesentlich von MCPCB profitieren (das besser für oberflächenmontierte LEDs oder Leistungsmodule geeignet ist). Für die Solar-Anschlusskasten-Leiterplatte ist jedoch, wenn Bypass-Dioden oberflächenmontiert sind, ein Metallkern oder dickes Kupfer FR4 unerlässlich, um Wärme in das Gehäuse abzuleiten.

Kupfergewicht: 1oz vs. 3oz Standard-1oz-Kupfer ist selten ausreichend für EVSE-Strompfade.

1oz: Nur für Steuerlogik.
2oz: Akzeptabel für 16A (3,7kW) Ladegeräte.
3oz+: Empfohlen für 32A (7kW) und obligatorisch für höhere Ströme, um Leiterbahnbreiten handhabbar zu halten.
Stromschienen: Für >60A ist das Löten von Kupferstromschienen auf die Leiterplatte oft günstiger und zuverlässiger als die Verwendung extrem dicker (6oz+) Folie.

Oberflächenveredelung: HASL vs. ENIG

HASL (Bleifrei): Gut für THT-Leistungskomponenten aufgrund der dicken Lötbeschichtung. Kostengünstig.
ENIG: Besser für flache SMD-Pads und feine Rasterlogikkomponenten. Überlegene Korrosionsbeständigkeit für Außengeräte.
Empfehlung: Verwenden Sie ENIG, wenn die Platine feine Raster-Mikrocontroller aufweist; andernfalls ist HASL akzeptabel, wenn die Platine schutzlackiert ist.

FAQ

1. Welcher Mindest-CTI ist für eine Wall Box Leiterplatte erforderlich? Der Comparative Tracking Index (CTI) sollte mindestens 600V (PLC 0) betragen. Dies ermöglicht geringere Kriechstrecken gemäß IEC-Standards. Wenn Sie Standard-FR4 (CTI 175V) verwenden, müssen Sie den Abstand zwischen Hochspannungsleiterbahnen erheblich vergrößern, was die Platinengröße erhöhen kann.

2. Kann ich eine 2-Lagen-Platine für ein EV-Ladegerät verwenden? Ja, für einfache Designs. Es wird jedoch eine 4-Lagen-Platine empfohlen. Die inneren Lagen ermöglichen durchgehende Masseflächen, die die EMV-Leistung und die Wärmeableitung verbessern. Ein 4-Lagen-Aufbau erleichtert auch das Verlegen von Hoch- und Niederspannungssignalen auf getrennten Lagen mit Prepreg-Isolation.

3. Wie gehe ich mit dem Wärmemanagement von Relais um? Relais erzeugen Wärme sowohl durch die Spule als auch durch den Kontaktwiderstand. Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf das Kunststoffgehäuse des Relais zur Wärmeableitung. Verwenden Sie breite Kupferflächen (Copper Pours) auf der Leiterplatte, die mit den Relais-Pins verbunden sind. Fügen Sie thermische Vias hinzu, um Wärme zur unteren Lage oder einem angeschlossenen Kühlkörper zu leiten.

4. Was ist der Unterschied zwischen Kriechstrecke und Luftstrecke? Die Luftstrecke (Clearance) ist der kürzeste Abstand durch die Luft (Sichtlinie). Die Kriechstrecke (Creepage) ist der kürzeste Abstand entlang der Oberfläche der Isolation. Bei Wall Box PCBs ist die Kriechstrecke normalerweise der begrenzende Faktor. Sie können die Kriechstrecke erhöhen, indem Sie Schlitze (Luftspalte) in die Leiterplatte schneiden, aber die Luftstrecke ist durch den Pinabstand der Komponenten festgelegt.

5. Benötige ich eine UL-Zertifizierung für die Leiterplatte selbst? Ja. Die blanke Leiterplatte muss eine UL 94 V-0 Entflammbarkeitsbewertung und eine UL 796 Anerkennung (gekennzeichnet mit dem UL-Logo/Code des Herstellers) aufweisen. Die zusammengebaute Einheit wird dann System-Level-UL-Tests unterzogen (z.B. UL 2594 für EVSE).

6. Warum ist dickes Kupfer teuer? Schweres Kupfer (3oz+) erfordert mehr Zeit für das Ätzen und Plattieren. Es verbraucht auch mehr Rohmaterial. Der Ätzprozess ist langsamer, um sicherzustellen, dass die Seitenwände gerade sind (Ätzfaktor). Die Kosten sind jedoch durch die erhöhte Zuverlässigkeit und das reduzierte Brandrisiko gerechtfertigt.

7. Sollte ich Vergussmasse oder Schutzlack verwenden? Verguss (Encapsulation) bietet den höchsten Schutz gegen Vibrationen und Feuchtigkeit, macht aber Reparaturen unmöglich und erhöht das Gewicht. Schutzlack ist leichter und ermöglicht Nacharbeiten, bietet aber weniger Schutz vor physischen Stößen. Für die meisten Wall Boxes ist Schutzlack Standard; Verguss wird für extreme Umgebungen oder Solar-Anschlusskästen verwendet.

8. Wie teste ich den Pilotsignalschaltkreis? Der Control Pilot (CP) erzeugt ein ±12V PWM-Signal. Während des Tests benötigen Sie ein Oszilloskop, um das Tastverhältnis (das den verfügbaren Strom anzeigt) und die Spannungspegel (Zustand A, B, C) zu überprüfen. Ein einfaches Multimeter reicht nicht aus, um die PWM-Kommunikation zu verifizieren.

9. Welche IPC-Klasse wird für Wall Box PCBs empfohlen? IPC Klasse 2 ist Standard für allgemeine Elektronik, aber IPC Klasse 3 wird für Wall Box PCBs aufgrund der hohen Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen empfohlen. Klasse 3 gewährleistet eine strengere Plattierungsdicke in Vias und engere Akzeptanzkriterien für Defekte.

10. Kann APTPCB Leiterplatten mit gemischten Kupfergewichten herstellen? Ja. Wir können „Heavy Copper“-Leiterplatten herstellen oder selektive Beschichtungstechnologie verwenden. Ein gleichmäßiges hohes Kupfergewicht ist jedoch oft kostengünstiger für moderate Stückzahlen. Überprüfen Sie unsere Materialseite für spezifische Lagenaufbauoptionen.

11. Was verursacht den „Pink Ring“ auf Leiterplatten? Der Pink Ring ist ein chemischer Angriff auf die Oxidschicht der inneren Kupferschichten, normalerweise in der Nähe von Bohrlöchern. Er weist auf eine schlechte Prozesskontrolle während der Fertigung hin (Säureeintritt). Obwohl oft nur kosmetisch, kann ein schwerwiegender Pink Ring zur Delamination führen. APTPCB kontrolliert dies durch strenge Desmear- und Beschichtungsprozesse.

12. Wie verhindere ich das Eindringen von Feuchtigkeit in Außengehäusen? Abgesehen von der Gehäusedichtung, gestalten Sie die Leiterplatte mit einer „Tropfschleife“ für Kabel, damit Wasser abfließt. Halten Sie empfindliche Elektronik nahe der Oberseite des Gehäuses. Verwenden Sie eine hydrophobe Entlüftung, um den Druck auszugleichen, ohne Wasser eindringen zu lassen.

Glossar (Schlüsselbegriffe)

Begriff	Definition	Kontext in Wall Box PCB
EVSE	Electric Vehicle Supply Equipment (Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge)	Die technische Bezeichnung für die Ladestation/Wall Box.
CTI	Comparative Tracking Index (Vergleichender Kriechstromfestigkeitsindex)	Maß für den Widerstand eines Materials gegen Kriechstrombildung. Höher ist besser (600V+).
Kriechstrecke	Kriechstrecke	Der kürzeste Weg entlang der Isolieroberfläche zwischen zwei Leitern.
Luftstrecke	Luftstrecke	Der kürzeste Weg durch die Luft zwischen zwei Leitern.
Pilot Signal	Control Pilot (CP)	Kommunikationsleitung zwischen EV und Ladegerät zur Aushandlung von Strombegrenzungen.
Proximity Pilot	Proximity Pilot (PP)	Signal, das erkennt, ob das Ladekabel physisch verbunden/verriegelt ist.
Heavy Copper	≥ 3 oz/ft² (105µm)	Leiterplattenkupferdicke, die für hohe Strombelastbarkeit verwendet wird.
Hi-Pot	Hochspannungstest	Sicherheitstest, der eine hohe Spannung (z.B. 2000V) anlegt, um die Isolation zu prüfen.
OVC	Überspannungskategorie	Klassifizierung von Netztransienten. Wallboxen sind typischerweise OVC III.
RCD	Fehlerstrom-Schutzeinrichtung	Sicherheitsschaltung, die Leckstrom zur Erde (FI-Schalter) erkennt.
IP Rating	Schutzart	Bewertung für die Gehäuseabdichtung (z.B. IP65 = Staubdicht + Strahlwassergeschützt).
Thermal Via	Thermisches Via	Plattiertes Loch, das speziell zur Wärmeübertragung zwischen Schichten verwendet wird.
Solder Mask	Lötstopplack	Schutzschicht auf der Leiterplatte; muss für EVSE hochspannungsfest sein.

Fazit

Das Design einer Wall Box Leiterplatte ist ein Kompromiss zwischen Leistungsdichte und Sicherheitsmargen. Durch strikte Einhaltung der Kriechstreckenregeln, die Verwendung von Materialien mit hohem CTI-Wert und die Implementierung robuster Wärmemanagementstrategien wie Schwerkuper und thermische Vias stellen Sie sicher, dass Ihr Produkt die strengen Anforderungen des EV-Ladens und der industriellen Leistungssteuerung erfüllt. Ob Sie einen neuen Solar-Anschlusskasten prototypisieren oder die Produktion für ein AC-Ladegerät skalieren, Zuverlässigkeit beginnt auf der Platinenebene. APTPCB bietet die spezialisierten Fertigungskapazitäten – vom Ätzen von Starkkupfer bis zur strengen Hi-Pot-Validierung – die erforderlich sind, um sichere, langlebige Leistungselektronik auf den Markt zu bringen.

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