Rogers RO4350B 자동차 충돌 방지 PCB 보드

자동차는 단순한 기계 구조에서 전자 부품의 참여로 발전했다.일찍이 1970년대에 자동차 전자 부품의 평균 가치는 약 100달러였다.2000년에 이 가치는 1500달러에 이르렀고 1500달러까지 올랐다.2013년에 전 세계 자동차 전자 시장은 이미 1500억 달러를 넘었다.2020 년까지이 수치는 2400 억 달러를 초과 할 것으로 예상됩니다.

또한 2020년까지 자동차 전자 시스템의 시장 가치는 1910억 달러에서 3144억 달러로 치솟을 것으로 예상되며, 평균 복합 성장률은 7.3% 이다.최고급 자동차에는 150개의 전자 제어 장치가 포함될 수 있는데, 그 중 대부분은 조종석 내의 센서와 프로세서이다.보도에 따르면 전자 제품의 실제 가치의 65% 는 전원 시스템, 차체 및 섀시에 있으며 그 중 대부분은 디지털 전원과 관련이 있습니다.전기 자동차의 전자 가치는 70% 를 넘을 것입니다.

전자 설비를 갖춘 자동차는 반드시 회로판을 사용해야 한다.2014년 전 세계 자동차 PCB는 46억 달러를 차지했으며 2020년에는 70억 달러를 넘어설 것으로 예상된다.

차량 시스템의 응용은 차량 성능을 향상시키기 위해 현재 세 가지 측면에서 나타납니다. A. 환경 개선은 연료를 절약하고 배출을 줄이는 과정, 즉 휘발유, 천연가스, 바이오 연료에서 하이브리드와 순수 전력에 이르기까지.전기 자동차는 이미 주요 발전 추세가 되었다.b. 안전 개선이란 교통사고를 줄이는 것을 말한다. 에어백에서 레이더 감시, 입체 카메라, 야간 적외선 감시, 자동 충돌 방지와 자동 운전을 말한다.자율주행차는 3년 안에 상용화될 것으로 추정된다.c. 자동차 전용 오디오, 비디오 및 에어컨에서 컴퓨터, 휴대 통신, 인터넷, 네비게이션 및 전자 충전에 이르기까지 편리하고 편안합니다.

자동차 PCB의 기본 요구 사항

품질 보증 요구 사항

자동차 PCB 제조업체는 ISO9001을 준수해야 합니다.PCB 제조업체는 ISO9001: 2008 품질 관리 시스템을 완벽하게 준수하며 제조 및 조립에 가장 엄격한 표준을 준수하기 위해 노력합니다.

자동차 제품은 그 특수성이 있다.1994년에 포드, 제너럴모터스 (GM) 와 크라이슬러는 자동차 업계에 QS9000 품질 통제 체계를 세웠다.21세기 초에 ISO9001 표준이 호환되면서 자동차 업계는 새로운 품질 관리 체계, 즉 ISO/iatf16949를 발표했다.

ISO/iatf16949는 전 세계 자동차 업계의 기술 법규이다.ISO9001 및 자동차 산업의 특별한 요구 사항을 바탕으로 결함 예방에 더 중점을 두고 자동차 부품 공급망의 품질 변동과 낭비를 줄입니다.ISO/iatf16949를 구현할 때는 제품의 대량 생산 전 또는 수정 후 고객의 승인을 받도록 규정된 PPAP (생산 부품 승인 프로세스) 의 다섯 가지 주요 도구에 특히 유의해야 합니다.APQP(선진 제품 품질 계획)는 생산 전에 품질 계획과 이전의 품질 분석을 한 다음 FMEA(고장 패턴 및 영향 분석) 분석을 하고 제품의 잠재적 고장을 방지하는 조치를 제시해야 한다고 규정하고 있다.MSA(측정 시스템 분석)는 측정의 신뢰성을 확인하기 위해 측정 결과의 변화를 분석해야 하며, SPC(통계 프로세스 제어)는 생산 절차를 파악하고 통계 기술을 사용하여 제품의 품질을 변경해야 한다.따라서 PCB 제조업체가 자동차 전자 시장에 진출하는 첫 번째 단계는 iatf16949 인증서를 얻는 것입니다.

기본 성능 요구 사항

a. 높은 신뢰성

자동차의 신뢰성은 주로 사용 수명과 환경 내구성 두 가지 측면에서 비롯된다.전자는 사용 수명 내에 정상적인 작동을 보장할 수 있다는 것이고, 후자는 PCB 기능이 환경 변화 시 변하지 않는다는 것을 말한다.

20세기 90년대에 자동차의 평균수명은 8~10년이였고 지금은 10~12년이였는데 이는 자동차전자시스템과 PCB가 이 범위내에 있어야 한다는것을 의미한다.

사용 과정에서 차량은 극단적으로 추운 겨울부터 더운 여름까지, 햇빛에서 빗물, 자체 운전으로 인한 온도 상승으로 인한 환경 변화까지 기후 변화의 영향을 견딜 수 있어야 한다.다시 말해 자동차 전자시스템과 PCB는 온도, 습도, 빗물, 산안개, 진동, 전자기 간섭, 전류 서지 등 다양한 환경적 도전을 견뎌야 한다. 또한 PCB는 차 안에서 조립되기 때문에 온도와 습도의 영향을 주로 받는다.

b. 무게가 가볍고 부피가 작다

가볍고 작은 자동차는 에너지 절약에 유리하다.경량화는 각 어셈블리의 무게를 줄이는 데 사용됩니다.예를 들어, 일부 금속 부품은 엔지니어링 플라스틱 부품으로 대체됩니다.이밖에 자동차전자설비와 PCB는 소형화해야 한다.예를 들어, 자동차 응용 프로그램에서 ECU (전자 제어 장치) 의 부피는 약 1200 cm3이며 2000 년에 시작되어 300 cm3 미만으로 4 배 감소했습니다.또 총기의 출발점은 전선을 통해 연결된 기계총기에서 내부에 PCB가 있는 유연한 전선을 통해 연결된 전자총기로 바뀌어 부피와 무게가 10배 이상 줄었다.

PCB의 경량화와 소형화는 밀도 증가, 면적 감소, 두께 및 다층 감소에서 비롯됩니다.

자동차 PCB의 성능 속성

다양한 자동차 PCB

자동차는 기계와 전자 설비를 결합시켰다.현대 자동차 기술은 수동 내장 부품과 첨단 GPS와 같은 전통적인 기술과 첨단 과학 기술을 결합합니다.현대차에서 위치마다 다른 기능을 가진 전자기기는 다른 유형의 PCB가 다른 기능을 파생시킨다.

기판 재료에 따라 자동차 PCB는 무기 세라믹 기반 PCB와 유기 수지 기반 PCB 두 종류로 나눌 수 있다.세라믹 기반 PCB는 내고온성과 우수한 크기 안정성을 갖추고 있어 고온 모터 시스템에 직접 적용할 수 있다.그러나 도자기는 제조성이 떨어지고 원가가 높은 특징을 가지고 있다.현재 수지기판재료가 내열성면에서 발전함에 따라 수지기PCB는 이미 자동차에 널리 응용되였고 부동한 성능과 부동한 위치를 가진 기판재료를 갖고있다.

일반적으로 플렉시블 PCB와 강성 PCB는 차량 속도와 거리 및 에어컨 장치를 표시하기 위해 일반적인 기기에 사용됩니다.듀얼 레이어 또는 다중 레이어 PCB 및 플렉시블 PCB는 자동차의 오디오 및 비디오 엔터테인먼트 장치에 사용됩니다.통신 및 무선 포지셔닝 장치 및 보안 제어 장치의 경우 다중 레이어 PCB, HDI 인쇄 회로 기판 및 Flex PCB를 사용합니다.자동차 모터 제어 시스템과 동력 전동 제어 시스템은 금속 기판과 강유 PCB 등 전용판을 사용해야 한다.소형 자동차의 경우 구성 요소 내장형 PCB를 사용해야 합니다.예를 들어, 전원 컨트롤러에는 마이크로프로세서 칩을 사용하여 전원 컨트롤러 PCB에 직접 내장해야 합니다.또 다른 예로, 임베디드 컴포넌트의 PCB는 시스템을 자동으로 지탱하는 탐색 장치와 입체 영상 장치에도 사용됩니다.

위치에 따라 PCB의 안정성 요구 사항 다름

공공 안전의 관점에서 볼 때, 자동차는 높은 신뢰성 제품의 범주에 속한다.따라서 자동차 PCB는 크기, 크기, 기계 및 전기 성능 등의 일반적인 요구 사항 외에도 일부 신뢰성 테스트를 통과해야합니다.

a. 열 순환 시험(TCT)

차량의 다른 위치에 따라 구분된 다섯 가지 등급에 따라 PCB 열순환 온도는 아래 표 1과 같다.

PCB 열 순환 온도

b. 열충격 시험

자동차 PCB는 고온 환경, 특히 외부 열과 자열을 처리해야 하는 두꺼운 구리 PCB에 점점 더 많이 사용되고 있다.따라서 자동차 PCB는 내열성에 대한 요구가 더 높다.

c. 온습도 편차(THB) 시험

자동차 PCB는 비오는 날이나 습한 환경을 포함한 다양한 환경에 있기 때문에 THB 테스트가 필요하다. 테스트 조건은 온도(섭씨 85도), 습도(85% RH), 편압(DC 24V, 50V, 250V 또는 500V)이다.

THB 테스트에서는 PCB의 caf 마이그레이션을 고려해야 합니다.Caf는 일반적으로 인접한 통공, 통공과 선로, 인접한 선로 또는 인접한 층 사이에서 발생하여 절연이 낮아지거나 심지어 합선이 발생한다.해당 절연 저항은 통과 구멍, 컨덕터 및 레이어 사이의 거리에 따라 달라집니다.

자동차 PCB의 제조 특징

고주파 기판

자동차 충돌 방지/예측 제동 안전 시스템은 군용 레이더 설비의 역할을 한다.자동차 PCB는 마이크로파 고주파 신호 전송을 담당하기 때문에 저유전체 손실의 기판을 일반 기판 소재인 PTFE와 함께 사용할 필요가 있다.FR4 재료와 달리 PTFE 또는 이와 유사한 고주파 베이스 재료는 드릴링 과정에서 특별한 드릴링 속도와 이송 속도가 필요합니다.

두꺼운 구리 PCB

고밀도, 고출력 및 하이브리드로 인해 자동차 전자 제품은 더 많은 열 에너지를 가져 왔으며 전기 자동차는 종종 더 진보된 동력 전달 시스템과 더 많은 전자 기능을 필요로하며 이는 발열과 큰 전류에 더 높은 요구 사항을 제기합니다.

두꺼운 구리 이중 PCB를 만드는 것은 상대적으로 쉽지만 두꺼운 구리 다중 PCB를 만드는 것은 훨씬 어렵다.관건은 두꺼운 구리 이미지 식각과 두께의 빈자리 채우기에 있다.

두꺼운 구리 다층 PCB의 내부 경로는 모두 두꺼운 구리이기 때문에 패턴 전이 광건막도 상대적으로 두껍기 때문에 높은 식각성이 필요하다.두꺼운 구리의 도안은 식각 시간이 매우 길고 식각 설비와 기술 조건이 가장 좋은 상태에 있어 두꺼운 구리의 완전한 배선을 확보한다.외부의 두꺼운 구리 케이블을 제조할 때 상대적으로 두꺼운 구리 포일과 도면의 두꺼운 구리 층 사이에 결합한 다음 필름 간격을 식각할 수 있습니다.패턴 도금의 건조 방지 필름도 상대적으로 두껍다.

두꺼운 구리 다층 PCB는 내부 도체와 절연 기판 재료 간 표면 차이가 크다. 일반적인 다층 판층 압력으로는 수지를 완전히 채우고 빈 챔버를 만들 수 없다.이 문제를 해결하기 위해서는 가능한 한 수지 함량이 높은 얇은 예침재를 사용해야 한다.일부 다층 PCB에는 내부에 배선된 구리의 두께가 고르지 않아 구리의 두께 차이가 크거나 작은 구역에서 서로 다른 예침재를 사용할 수 있다.

구성 요소 포함

조립 밀도를 높이고 소자 크기를 줄이기 위해 임베디드 소자의 PCB가 휴대폰에 널리 사용되고 있으며, 이는 다른 전자 기기가 요구하는 것이기도 하다.따라서 부품 임베디드 PCB는 자동차 전자 장치에도 사용됩니다.

컴포넌트 임베디드 PCB는 컴포넌트 임베디드 방법에 따라 여러 가지 제조 방법이 있습니다.자동차 전자 제품에 사용되는 컴포넌트 임베디드 PCB는 주로 다음 그림 1과 같이 네 가지 제조 방법이 있습니다.

컴포넌트 내장형 PCB에는 크게 4가지 제조 방법이 있습니다.

이러한 제조 유형 중 굴착형 (그림 1의 A 유형) 은 굴착된 다음 환류 또는 전도성 접착제를 통해 SMD 조립을 수행하는 과정을 따릅니다.계층형 (그림 1의 B형) 은 내부 회로의 얇은 SMD 소자 환류를 통해 이루어지거나 얇은 소자 제조를 말한다. 세라믹형(그림 1의 C형)은 세라믹 기판에 인쇄된 두꺼운 필름 소자를 말한다.모듈 유형 (그림 1의 D 유형) 은 환류 용접 및 수지 패키지를 통해 SMD 조립을 수행하는 다음 단계를 따릅니다.모듈식 구성 요소 내장형 PCB는 상대적으로 높은 신뢰성을 가지고 있어 자동차의 내열성, 방습성 및 내진성에 대한 요구에 더욱 적합하다.

HDI 기술

자동차 전자의 핵심 기능 중 하나는 엔터테인먼트와 통신이며, 그 중 스마트폰과 태블릿PC는 HDI PCB가 필요하다.따라서 HDI PCB에 포함된 기술 (예: 마이크로 구멍 드릴링 및 도금 및 계층 압력 위치) 은 자동차 PCB 제조에 적용됩니다.

지금까지 자동차 기술의 급속한 변화와 자동차 전자 기능의 지속적인 업그레이드에 따라 PCB의 응용은 기하급수적으로 증가할 것이다.엔지니어와 PCB 제조업체는 더 높은 자동차 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 기술과 새로운 콘텐츠에 집중해야합니다.