Rogers RO4350B Автомобиль для предотвращения столкновений PCB

Автомобили превратились из простых механических конструкций в электронные компоненты. В 1970 - х годах средняя стоимость электронных деталей автомобиля составляла около 100 долларов. В 2000 году эта стоимость достигла 1500 долларов и выросла до 1500 долларов. В 2013 году мировой рынок автомобильной электроники превысил 150 миллиардов долларов. Ожидается, что к 2020 году эта цифра превысит 240 миллиардов долларов.

Кроме того, ожидается, что к 2020 году рыночная стоимость автомобильных электронных систем вырастет с 191 миллиарда долларов до 314,4 миллиарда долларов, при этом средний совокупный рост составит 7,3 процента. Топ - автомобили могут содержать 150 электронных блоков управления, большинство из которых являются датчиками и процессорами в кабине. Сообщается, что 65% реальной стоимости электроники приходится на системы питания, кузов и шасси, большинство из которых связаны с цифровым питанием. Электронная стоимость электромобилей превысит 70%.

Автомобили, оснащенные электронным оборудованием, должны использовать платы. В 2014 году на долю автомобильных ПХБ во всем мире приходилось 4,6 млрд. долл. США, и ожидается, что к 2020 году они превысят 7 млрд. долл. США.

Применение транспортных систем для повышения производительности транспортных средств в настоящее время проявляется в трех аспектах: A. Улучшение окружающей среды - это процесс экономии топлива и сокращения выбросов, от бензина, природного газа и биотоплива до гибридной энергии и чистой электроэнергии. Электромобили стали основным трендом развития. b. Улучшения в области безопасности означают уменьшение числа дорожно - транспортных происшествий, начиная с подушек безопасности и заканчивая радиолокационным наблюдением, стереокамерами, ночным инфракрасным наблюдением, автоматической защитой от столкновений и автономным вождением. Ожидается, что беспилотные автомобили будут коммерциализированы в течение трех лет. c. Удобность и комфорт, от аудио, видео и кондиционеров, предназначенных для автомобилей, до компьютеров, мобильной связи, Интернета, навигации и электронной зарядки, все это должно быть более удобным и удобным для пользователя.

Основные требования к автомобилю PCB

Требования к обеспечению качества

Производители автомобильных ПХБ должны соблюдать ISO 9001. Производители PCB полностью соответствуют системе менеджмента качества ISO 9001: 2008 и привержены самым строгим стандартам в производстве и сборке.

Автомобильная продукция имеет свои особенности. В 1994 году Ford, General Motors и Chrysler создали систему контроля качества QS9000 в автомобильной промышленности. В начале 2000 - х годов, когда стандарт ISO 9001 был совместим, автомобильная промышленность выпустила новую систему контроля качества, ISO / iatf16949.

ISO / iatf16949 - это свод технических правил для мировой автомобильной промышленности. Основываясь на ISO 9001 и особых требованиях автомобильной промышленности, он уделяет больше внимания профилактике дефектов и сокращению колебаний качества и отходов в цепочке поставок автомобильных деталей. При внедрении ISO / iatf16949 особое внимание следует уделять следующим пяти основным инструментам: PPAP (процесс утверждения производственных деталей), который требует, чтобы продукт был одобрен заказчиком до или после массового производства; Программа APQP (Advanced Product Quality Program) предусматривает, что план качества и предыдущий анализ качества должны быть проведены до производства, а затем FMEA (анализ неисправностей и последствий) анализ и предложить меры по предотвращению потенциальных неисправностей продукта. MSA (Анализ измерительных систем) должен анализировать изменения в результатах измерений, чтобы подтвердить надежность измерений, SPC (Управление статистическими процессами) овладеть производственными процедурами и использовать статистические методы для изменения качества продукта. Таким образом, первым шагом производителей PCB на рынке автомобильной электроники является получение сертификата iatf16949.

Основные требования к производительности

a. Высокая надежность

Надежность автомобиля обусловлена двумя основными факторами: долговечностью и экологической устойчивостью. Первое относится к обеспечению нормальной работы в течение срока службы, а второе - к функции PCB, которая остается неизменной при изменении окружающей среды.

В 1990 - х годах средний срок службы автомобиля составлял 8 - 10 лет, а теперь 10 - 12 лет, что означает, что автомобильные электронные системы и ПХБ должны быть в этом диапазоне.

Во время эксплуатации транспортное средство должно быть в состоянии противостоять воздействию изменения климата, от экстремально холодной зимы до жаркого лета, от солнечного света до дождя, а также изменениям окружающей среды, вызванным повышением температуры, вызванным его собственным вождением. Другими словами, автомобильные электронные системы и ПХБ должны выдерживать различные экологические вызовы, включая температуру, влажность, дождь, кислотный туман, вибрации, электромагнитные помехи и волны тока. Кроме того, поскольку ПХБ собираются в автомобиле, на них в основном влияют температура и влажность.

b. Легкий вес, малый размер

Легкие и миниатюрные автомобили способствуют энергосбережению. Легкий вес происходит от уменьшения веса каждого компонента. Например, некоторые металлические детали были заменены инженерными пластиковыми компонентами. Кроме того, автомобильная электроника и ПХБ должны быть миниатюризированы. Например, объем ECU (электронный блок управления) в автомобильных приложениях составляет около 1200 см3, начиная с 2000 года, меньше 300 см3, что в четыре раза меньше. Кроме того, отправной точкой для огнестрельного оружия стал переход от механического огнестрельного оружия, подключенного к проводам, к электронному огнестрельному оружию, подключенному к гибким проводам с ПХБ внутри, с уменьшением объема и веса более чем в 10 раз.

Легкость и миниатюризация ПХБ обусловлены увеличением плотности, уменьшением площади, толщиной и уменьшением многослойности.

Производительность автомобиля PCB.

Различные автомобили PCB

Автомобиль сочетает в себе механическое и электронное оборудование. Современные автомобильные технологии сочетают в себе традиционные технологии и передовые научные технологии, такие как ручные детали интерьера и передовые GPS. В современных автомобилях электроника имеет разные функции в разных местах, а различные типы PCB производят разные функции.

В зависимости от материала фундамента, автомобильный PCB можно разделить на две категории: неорганический керамический PCB и органический PCB на основе смолы. ПХБ на керамической основе обладает высокой температуростойкостью и отличной размерной стабильностью, поэтому его можно непосредственно применять в высокотемпературных электрических системах. Тем не менее, он имеет характеристики плохой изготавливаемости керамики и высокой стоимости. В настоящее время, с развитием материалов на основе смолы с точки зрения термостойкости, PCB на основе смолы широко используется в автомобилях, с различными характеристиками и различными позициями материала на основе пластины.

Как правило, гибкие и жесткие ПХБ используются в обычных приборах для указания скорости и пробега транспортного средства, а также для кондиционирования воздуха. Двухэтажные или многослойные PCB и гибкие PCB используются в аудио и видео развлекательных устройствах в автомобилях. Для устройств связи и беспроводного позиционирования, а также устройств управления безопасностью используются многослойные PCB, печатные платы HDI и Flex PCB. Система управления автомобильным двигателем и система управления силовым приводом должны использовать специальные пластины, такие как металлическая основа и жесткий PCB. Для микроавтомобилей следует использовать встроенные компоненты PCB. Например, в контроллере питания должен использоваться микропроцессорный чип, встроенный непосредственно в контроллер питания PCB. В качестве другого примера, встроенные компоненты PCB также используются для навигационных устройств и стереографических устройств автоматической поддержки систем.

Требования к надежности PCB в разных местах различны.

С точки зрения общественной безопасности автомобили относятся к категории высоконадежных продуктов. Таким образом, в дополнение к общим требованиям, таким как размер, размер, механические и электрические характеристики, автомобильный PCB также должен пройти некоторые испытания на надежность.

a. Испытание на тепловой цикл (TCT)

В соответствии с пятью классами, распределенными по различным позициям транспортного средства, температура теплового цикла PCB в совокупности показана в таблице 1 ниже.

Температура теплового цикла PCB

b. Испытание на тепловой удар

Автомобильные ПХБ все чаще используются в высокотемпературной среде, особенно для толстых медных ПХБ, которые должны обрабатывать как внешнее тепло, так и самонагрев. В результате автомобильные ПХБ предъявляют более высокие требования к термостойкости.

c. Испытание на отклонение температуры и влажности (THB)

Поскольку автомобильные ПХБ находятся в различных средах, в том числе в дождливый день или влажную среду, их необходимо тестировать на THB. Условия тестирования включают следующие элементы: температура (85 градусов по Цельсию), влажность (85% RH) и смещение (DC 24V, 50V, 250V или 500V).

При тестировании THB необходимо учитывать перенос CAF PCB. Caf обычно происходит между соседними сквозными отверстиями, сквозными отверстиями и линиями, соседними линиями или соседними слоями, что приводит к снижению изоляции или даже короткому замыканию. Соответствующее сопротивление изоляции зависит от расстояния между отверстием, проводом и слоем.

Особенности производства автомобиля PCB

ВЧ - база

Автомобильная система противоударной / прогнозной тормозной безопасности выполняет роль военной радиолокационной аппаратуры. Поскольку автомобильный ПХБ отвечает за передачу микроволновых высокочастотных сигналов, необходимо использовать базовые пластины с низким диэлектрическим износом вместе с обычным базовым материалом PTFE. В отличие от материалов FR4, PTFE или аналогичные высокочастотные матрицы требуют особой скорости бурения и подачи во время бурения.

Толстая медь PCB

Благодаря высокой плотности, высокой мощности и гибриду, автомобильная электроника приносит больше тепловой энергии, в то время как электромобили часто требуют более совершенных силовых приводов и большего количества электронных функций, что предъявляет более высокие требования к охлаждению и большему току.

Производство двухслойных PCB из толстой меди относительно легко, в то время как производство многослойных PCB из толстой меди намного сложнее. Ключевым моментом является травление толстых медных изображений и заполнение свободных мест толщиной.

Внутренние пути многослойных PCB из толстой меди являются толстыми медью, поэтому оптическая сухая пленка для переноса рисунка также относительно толстая, что требует высокой устойчивости к травлению. Длительность травления рисунков толстой меди будет длинной, а оборудование для травления и технические условия находятся в оптимальном состоянии, чтобы обеспечить полную проводку толстой меди. При изготовлении наружной толстой медной проводки ее можно соединить между относительно толстой медной фольгой ламинирования и графическим толстым медным слоем, после чего может быть выполнено травление мембранного зазора. Защитная пленка, покрытая рисунком, также относительно толстая.

Поверхностные различия между внутренними проводниками толстого медного многослойного ПХБ и изоляционными подложками огромны. Чтобы решить эту проблему, следует по возможности использовать тонкие предварительно пропитанные материалы с высоким содержанием смолы. Толщина меди внутренней проводки на некоторых многослойных ПХБ неравномерна, и в районах с большими или меньшими различиями в толщине меди могут использоваться различные предварительно пропитанные материалы.

Встраивание компонентов

Чтобы увеличить плотность сборки и уменьшить размер компонентов, встроенные компоненты PCB широко используются в телефонах, как того требуют другие электронные устройства. Поэтому встроенные компоненты PCB также используются в автомобильной электронике.

В зависимости от различных методов встраивания компонентов, существует много способов изготовления встроенных PCB компонентов. Элементы встроенных PCB, используемые в автомобильной электронике, имеют четыре основных способа изготовления, как показано на рисунке 1 ниже.

Существуют четыре основных способа изготовления PCB.

В этих типах производства тип эксгумации (тип А на рисунке 1) следует следующему процессу: эксгумация, а затем сборка SMD путем обратного тока или проводящего клея. Ламинирование (тип B на рисунке 1) осуществляется путем обратного потока тонких SMD - элементов на внутренней цепи или относится к изготовлению тонких элементов. Керамический тип (тип C на рисунке I) относится к толстопленочным компонентам, напечатанным на керамической основе. Тип модуля (тип D на рисунке 1) соответствует следующим этапам: сборка SMD путем обратной сварки и упаковки смолой. Модульные компоненты Встроенные PCB имеют относительно высокую надежность и лучше подходят для требований автомобиля к термостойкости, влагонепроницаемости и виброустойчивости.

Технология HDI

Одной из ключевых функций автомобильной электроники является развлечение и связь, где смартфоны и планшеты требуют HDI PCB. Таким образом, технологии, включенные в HDI PCB (например, микропористое бурение и гальваническое покрытие, а также ламинарное позиционирование), используются в производстве автомобильных PCB.

До сих пор, с быстрыми изменениями в автомобильных технологиях и постоянным обновлением функций автомобильной электроники, применение PCB будет расти экспоненциально. Инженеры и производители PCB должны сосредоточиться на новых технологиях и контенте, чтобы соответствовать более высоким требованиям к автомобилям.