Elektronisches Design - Befolgen Sie spezifische grundlegende PCB-Designrichtlinien für Automobile

In den letzten Jahrzehnten hat sich unser Weg verändert. Durch diese Veränderung werden Fahrzeuge immer intelligenter. Die Vorteile sind vielfältig, einschließlich der erheblichen Arbeit bei der Verlagerung der Betriebs- und Sicherheitsverantwortung vom Fahrer auf das Fahrzeugsystem. Zum Beispiel verfügen viele Fahrzeuge mittlerweile über automatische Bremssysteme, wie automatische Notbremsung (AEB), um zu versuchen, das Fahrzeug zu verlangsamen, um einen Notfall zu vermeiden.

Noch revolutionärer sind Elektroautos und selbstfahrende Autos auf der Straße. Obwohl EVs und AVs auf unterschiedlichen technologischen Fortschritten basieren, sind beide möglich und beide basieren auf Leiterplatten, die die mechanischen Systeme überwachen, steuern und antreiben, die Fahrzeugfunktionen implementieren.

Um die intelligenten Betriebsanforderungen fortschrittlicher Automobilsysteme zu erfüllen, müssen spezifische grundlegende Automotive PCB-Designrichtlinien befolgt werden, die wir in diesem Artikel vorgestellt haben. Diese Richtlinien lassen sich am besten verstehen, wenn man zunächst die Herausforderungen der Leiterplattenentwicklung für diese Fahrzeuge untersucht.

Herausforderungen bei der Entwicklung von Automobilsystemen

Die wichtigste Überlegung bei der Entwicklung von Automobilsystemen und anderen wichtigen elektronischen Produkten der Industrie, wie Luft- und Raumfahrt und medizinischen Systemen, ist Sicherheit. Daher müssen Ihre PCBA-Konstruktion, -Herstellung und -Prüfung den Normen und Vorschriften der Automobilindustrie entsprechen. Neben der allgemeinen Sicherheit für Fahrer tragen diese Dokumente auch dazu bei, die Herausforderungen bei der Entwicklung von PCBAs für Elektrofahrzeuge und Elektrofahrzeuge zu lösen, wie unten beschrieben.

EV PCBA Herausforderung

Die Zahl der Verbraucher, die Verbrennungsfahrzeuge aufgeben und Elektrofahrzeuge (einschließlich batteriebetriebener Elektrofahrzeuge (BEV), Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV)) kaufen, nimmt stetig zu und diese Fahrzeuge sind umweltfreundlicher. Gewöhnlich wachsen sie mit einem höheren MPG Rating. Es gibt viele Gründe für diesen Trend. Die wichtigsten Faktoren können jedoch vergleichbare Leistung, Reichweitenautomität und Preis sowie geringere repetitive Kosten sein. Die Entwicklung von Leiterplatten für diese Fahrzeuge ist jedoch nicht ohne Herausforderungen.

Herausforderungen im PCBA-Design

1. Hochspannung und Hochstrom

Da eine oder beide Hochspannung und Hochstrom gleichzeitig zum Laden und Speichern verwendet werden, muss der Betrieb des EV-Systems eine Leiterplatte umfassen, die elektrische Parameter auf mehreren Ebenen verarbeiten, konvertieren und verteilen kann. Wie in der industriellen Umgebung sind Kfz-Hochspannungsplatten anfällig für Probleme, die durch Oberflächenverfolgung und Lichtbögen verursacht werden. Aus den folgenden Gründen kann auch Lichtbögen auf Hochstromplatten ein Problem darstellen. Kriech- und Spaltabstände entsprechen nicht den Standardanforderungen.

2. Wärmebeständigkeit

Eine oder beide der Hochspannungskarte und die Stromplatine verwenden typischerweise Hochleistungskomponenten, die überdurchschnittliche Wärmemengen erzeugen. Daher ist ein gutes Wärmewiderstandsmanagement für Ihr Fahrzeugdesign unerlässlich.

Bei der Gestaltung einer AV sind Hochspannung, Hochstrom und thermische Aspekte wichtige Überlegungen. Die nachstehend erörterten Herausforderungen haben jedoch größere Aufmerksamkeit auf sich gezogen.

Die Herausforderung von AV PCBA

Sicherheit ist ein wichtiges Thema für autonome Fahrzeuge, insbesondere für Fahrzeuge der Stufe 3 oder höher. Auf diesen Ebenen können selbstfahrende Autos die meisten Fahrzeugoperationen steuern, einschließlich autonomes Fahren. Daher steht der zuverlässige Betrieb ganz oben auf der Liste der Herausforderungen, denen AV-PCBA-Designs gegenüberstehen. Beispielsweise kann das AV-Objektvermeidungssystem Unfälle verursachen. Ein weiteres wichtiges Problem, das mit dem Leiterplattendesign aller Automobilsysteme identisch ist, ist die strukturelle Integrität der Leiterplatte, um Stößen und Vibrationen standzuhalten.

Es ist notwendig, eine Reihe von Richtlinien zu entwerfen und zu befolgen, um die negativen Auswirkungen von EV- und AV-Herausforderungen zu mildern oder zu beseitigen, die im nächsten Abschnitt diskutiert werden.

Fortgeschrittener Leitfaden für PCB-Design für Automobile

Wie oben erwähnt, gibt es offensichtliche Herausforderungen beim Design von Leiterplatten für AV und EV. Glücklicherweise gibt es eine Reihe von PCB-Designrichtlinien für Automobile, die, wenn sie befolgt werden, einen großen Beitrag dazu leisten, dass Ihre Leiterplattenentwicklung qualitativ hochwertige, zuverlässige PCBAs produziert.

PCBA entwickelt für fortschrittliche Automobilsysteme

1. Verstehen und befolgen Sie Automobildesign-Standards

Die erste Anforderung für die Entwicklung einer Leiterplatte, die die Anforderungen moderner Automobilsysteme erfüllt, besteht darin, die anwendbaren Normen, wie den IPC-6012DA Automobilstandard, zu verstehen und zu befolgen.

2. Führen Sie thermische Analyse durch und optimieren Sie Wärmeableitung und -verteilung

Es ist unerlässlich, eine gute PCB-Wärmeableitungstechnologie einschließlich Fertigungserwägungen zu beantragen. Das größte Problem ist jedoch die Wärmeableitungstechnologie, da eine oder beide der Hochspannungs- und Hochstromkomponenten Hot Spots auf der Platine erzeugen können.

3. Gute Grundregeln beachten

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Konstruktion von Fahrzeugsystemplatinen ist die Erdung. Da das Fahrzeug den Boden nicht berührt, muss sein elektronisches System auf Fahrwerkserdungstechnik ausgelegt sein.

4. Stellen Sie sicher, dass Ihr CM-Partner einen agilen Fertigungsprozess hat

Automobilsysteme bestehen aus vielen Elementen, von denen viele sowohl Leiterplatten als auch elektronische Komponenten sind. Das Design der PCBA-Verarbeitung für diese komplexen Systeme kann ein dynamischer Prozess sein, der an Änderungen in Leistung, Betrieb oder anderen Zielen angepasst werden muss. Der beste Weg, um sicherzustellen, dass der Entwicklungsprozess in dieser Umgebung schnell reagieren kann, ist, mit einem CM integrierten CM zu arbeiten.

5. Arbeiten Sie mit Ihrem CM während des gesamten Designprozesses

Die Verwendung des richtigen CM für die Arbeit ist entscheidend, um Ihre PCBA-Entwicklung für Automobile zu optimieren. Darüber hinaus sollte diese Beziehung vom Design ausgehen und während des Entwicklungsprozesses bestehen, damit Ihre Designabsicht in jeder Phase genau zusammengeführt und im Endprodukt reflektiert wird.