Autóelektronika
Autóelektronika
Fő tervezési és gyártási kihívások az autóipari elektronikai termékek és szolgáltatók számára
Széles üzemi hőmérséklet tartomány
Az autóipar munkakörnyezete még kemény is. A motortér hőmérséklet-tartománya -40°C és 150°C között van. Ezért az autóipari chipeknek és áramköri lapoknak meg kell felelniük ennek a széles hőmérsékleti tartománynak, míg a fogyasztói chipeknek csak a 0°CC-70°C-os munkakörnyezetnek kell megfelelniük. A járműveket világszerte értékesítik, és a különböző régiókban gyakran eltérő a hőmérséklet és a páratartalom környezeti jellemzői. Ezért az autóipari PCB-knek képesnek kell lenniük alkalmazkodni a különböző környezetekhez, bár egyes gyártók meghatározott környezetekhez gyártanak PCB-ket.
Hosszú termékéletciklus
Az autóipari termékek tervezési élettartama hosszabb. A mobiltelefonok életciklusa 3 év, de legfeljebb 5 év. Összehasonlításképpen, az autók tervezési élettartama általában körülbelül 15 év vagy 200,000 15 kilométer, sokkal hosszabb, mint a fogyasztói elektronikai termékek élettartama. Ezért az autóipari termékek életciklusának 30 évnél hosszabbnak kell lennie, míg az ellátási ciklusnak akár XNUMX év is lehet.
Magas megbízhatóság
A NYÁK-nak és a lapokra szerelt alkatrészeknek meg kell felelniük a magas megbízhatósági szabványoknak, mert ez összefügg a működés és az élettartam biztonságával. Általában az autók erős anyagokból készülnek, amelyek stabil teljesítményt nyújtanak, és jól működnek zord környezetben.
Alkalmazkodjon a zord környezethez
A jármű több rezgést és ütést fog tapasztalni az úton; a jármű elektronikus rendszerének ellenállnia kell a különféle kémiai korrózió veszélyének, mint például a korrozív sav, szerves oldószer, sós víz stb. Ezért az áramköröknek rendelkezniük kell bizonyos korróziógátló képességgel; Az elektronikus rendszer biztosítja, hogy az autóipari áramköri lapok ellenálljanak a szennyeződés felgyülemlésének az évekig tartó működés során. Általában az autóipari PCBA-gyártók speciális laminátumokat használnak, hogy megakadályozzák a tábla szennyeződését, így poros környezetben is használhatjuk ezt a PCBA-t.
Nagy biztonságú kérések
A kényelem mellett az autóiparnak biztosítania kell a teljes járműrendszer biztonságát és akár nulla hibamentességet is. Emellett az elektromos járművek népszerűsödésével egyre inkább előtérbe kerül az információbiztonság jelentősége. Valós idejű online eszközként A közte és a hálózat közötti kommunikáció, beleértve a járműben lévő hálózattal való kommunikációt is, adattitkosítást igényel.
Melyek az általános autóelektronikai szabványok?
Az autóipar történetére visszatekintve az autóelektronika az autóipari vezérlőrendszerek legfontosabb támogató alapjává, az autóipari villamosítás pedig az autóipari forradalom szimbólumává vált. Az ipar az intelligencia, a hálózatépítés és a mélyelektronika irányába fog fejlődni. Összetett ipari termékként a használati környezet általában befolyásolja az elektronikus berendezések és egységek tartósságát és működési teljesítményét. Ezért az autóipari elektronikai részek környezeti megbízhatósága az autóipari megbízhatóság egyik központi kérdésévé vált.
ISO szabványok
Az autóelektronikai termékek alkalmazási környezete magában foglalja az elektromágneses, elektromos, éghajlati, mechanikai, vegyi stb. környezetet. Jelenleg az ISO által az autóelektronikai termékekre vonatkozó szabványos környezeti feltételek és vizsgálati szabványok főként a következő szempontokat tartalmazzák:
ISO-16750 1: Közúti járművek – Környezeti feltételek és elektromos és elektronikus termékek vizsgálatai: Általános
ISO16750-2: Közúti járművek – Környezeti feltételek és elektromos és elektronikus termékek vizsgálatai: Tápellátási környezet
ISO16750-3: Közúti járművek – Környezeti feltételek és elektromos és elektronikus termékek vizsgálatai: Mechanikai környezet
ISO16750-4: Közúti járművek – Környezeti feltételek és elektromos és elektronikus termékek vizsgálatai: Éghajlati környezet
ISO16750-5: Közúti járművek – Környezeti feltételek és elektromos és elektronikus termékek vizsgálatai: Kémiai környezet
ISO20653 Az autóipari elektronikai berendezések védelmi szintje idegen tárgyak, víz és érintkezés ellen
ISO21848 Közúti járművek – Elektromos és elektronikus berendezések tápellátási környezete 42 V tápfeszültséggel
AEC sorozat szabványai
Ezek a szabványok leginkább az autóban használt alkatrészekre összpontosítanak. Az 1990-es években a Chrysler, a Ford és a General Motors létrehozta az Automotive Electronics Councilt (AEC), hogy közös alkatrészminősítéseket és minőségbiztosítási szabványokat hozzon létre. Az AEC minőség-ellenőrzési szabványokat hozott létre. Az AEC-Q-100 minősített specifikáció a chipfeszültség-teszthez az AEC első szabványa. Az AEC-Q-100 1994-ben jelent meg. Mivel a fenti három autógyártó egyszerre tudja átvenni az AEC előírásoknak megfelelő alkatrészeket, elősegítette az alkatrészgyártók hajlandóságát a termékjellemzőik adataik cseréjére, és megvalósította az autóalkatrészek univerzalitását. Az AEC szabvány fokozatosan általános tesztspecifikációvá vált az autóelektronikai alkatrészekre vonatkozóan. Több mint 10 éves fejlesztés után az AEC-Q-100 az autóelektronikai rendszerek általános szabványává vált. Az AEC-Q-100 után olyan specifikációkat fogalmaztak meg, mint például az AEC-Q-101 a diszkrét alkatrészekhez és az AEC-Q-200 a passzív alkatrészekhez, valamint olyan vezérelveket, mint az AEC-Q001/Q002/Q003/Q004.
TS16949
A TS16949 a nemzetközi autóipar műszaki specifikációja. Az ISO9001 szabványon alapul, és hozzáadta az autóipar műszaki specifikációit. Ez a specifikáció megfelel az ISO9000:2008 szabványnak, de inkább a hibák megelőzésére, valamint az autóalkatrész-ellátási láncban előforduló minőségi ingadozások és hulladékok csökkentésére összpontosít. Az ISO/TS16949 szabvány helytállósága és alkalmazhatósága nagyon világos. Csak az autógyártókra és azok közvetlen alkatrészgyártóira vonatkozik. Ez azt jelenti, hogy ezeknek a gyártóknak közvetlenül kapcsolódniuk kell az autógyártáshoz, és feldolgozási és gyártási tevékenységeket végezhetnek. Ez a tevékenység lehetővé teszi a termékek hozzáadott értékét. Ugyanakkor szigorú korlátozások vonatkoznak a tanúsított céggyártók minősítésére is. Azok az egységek, amelyek csak támogató funkciókat látnak el, mint például a tervezőközpontok, a vállalati központok és az elosztóközpontok, vagy azok, amelyek járműgyártók vagy autóalkatrész-gyártók számára berendezéseket és szerszámokat gyártanak, nem rendelkeznek tanúsítvánnyal. Öt fő felügyeleti szerv kezeli az ISO/TS16949:2009 tanúsítást az IATF nevében, amelyek ugyanazt az eljárási megközelítést alkalmazzák az ISO/TS16949 specifikáció működésének és végrehajtásának felügyeletére, hogy egy teljesen egységes szabványt és működést alkossanak az egész világon.
Milyen típusú PCB-k vannak az autóelektronikában?
Az elektromos autóknak következetes, nélkülözhetetlen és innovatív követelmények vannak. Most a Tesla vezeti az innovációs hullámot. Az elektromos autók gyártási és tervezési újításai azonban rendkívül tartós, megbízható és robusztus PCB-alkalmazásokat igényelnek. A nagy teljesítményű autóipari NYÁK-követelmények jelentősen ellenállnak a zord vezetési körülményeknek, és katalizátorává válhatnak a növekvő új energiahajtási rendszerek innovációinak.
Az elektromos járművek iránti nyomtatott áramkörök iránti kereslet főként az erőátvitelhez kapcsolódó berendezésekből – fedélzeti berendezésekből, akkumulátor-kezelő rendszerekből (BMS), feszültségátalakító rendszerekből (DC-DC, inverterek stb.) és más nagyfeszültségű és alacsony feszültségű eszközökből – származik. Emellett a milliméterhullámú radar fontos érzékelőeszköz az intelligens vezetés, sőt az autonóm vezetés megvalósításához, és nyilvánvaló előnyei vannak más érzékelőkkel szemben.
A nagy teljesítményű rézbevonatos PCB-k a feltörekvő iparág egyik legszélesebb körben használt PCB-alkalmazása. A flexibilis PCB-k, HDI PCB-k és LED-es PCB-k a váltóáramú/egyenáramú áramátalakítók, audió és videó, digitális kijelzők, fékrendszerek, automatikus fényszabályozás, elektronikus tükörvezérlés, autóvilágítás, motoridőzítő rendszer és távdiagnosztikai rendszer főbb alkalmazásai. Az Eashub az alábbi megoldásokat kínálja az autóipari termékekhez:
| NYÁK-típus | Több réteg | LED | Magas frekvencia | Alumínium | Vastag réz | Magas Tg | HDI | Rugalmas | Merev Flex |
| Autóipari | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
Autóipari nyomtatott áramkörünk
Rétegek: 8 L Vastagság: 1.2mm
A külső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Belső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Minimális furatméret: 0.15 mm Minimális vonalszélesség/térköz: 3 mil
Felületi felület: ENIG Alkalmazás: GPS Navigate
Rétegek: 8 L Vastagság: 1.6 mm
A külső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Belső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Minimális furatméret: 0.25 mm
Minimális vonalszélesség/térköz: 4 mil
Felületkezelés: ENIG
Alkalmazás: GPS
Rétegek: 6 L Vastagság: 1.6 mm
A külső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Belső réteg réz vastagsága: 1 OZ
Minimális furatméret: 0.25 mm
Minimális vonalszélesség/térköz: 4 mil
Felületkezelés: ENIG Alkalmazás: Szórakozás
Az Eashub autóelektronikai összeszerelési képességei
Az Eashub sok éves tapasztalattal rendelkezik az autóiparban. PCBA tervező partnereink szaporodnak a világ legnagyobb elektromos járművek piacán. Az Eashub stratégiai EMS partnere a világ legnagyobb autóipari termékek szerződéses gyártási beszállítója között az első 5 közé tartozik. Sok éves tapasztalattal rendelkezik a Volkswagen, a BOSCH, a SAIC Motor stb. és a Kara Group, gyárunk érdekelt feleinek kiszolgálásában. Egyúttal vezető EMS vállalat Japánban is, és a Denso és a Honda autóipari múlttal rendelkezik.
Vezető iparági képesítések:
A gyár rendelkezik a TS16949、, ISO9001, ISO14001 ANSI/ESD S20.20 tanúsítvánnyal.
Teljes folyamatképesség:
– BGA és Micro BGA elhelyezés
– Kábel- és kábelköteg-szerelvények
– Doboz összeszerelve
– IC programozás
– ICT/FCT
– Röntgenvizsgálat
– AOI
Autóipari specifikus folyamat
– 100. osztályú tisztaszoba
– Szelektív forrasztási hullám
– Nagyfeszültségű teszt
– Öregedési teszt
– Konform bevonat
– Vizes mosás
– Harmadik fél megbízhatósági tesztelése
Egyéb tippek az autóipari termékek gyártásához
Milyen tényezők okozhatnak NYÁK meghibásodását az autóipari PCB-k gyártása során, a gyakori környezeti terhelések és a PCB-összeállítások és azok lehetséges meghibásodási módjai a következők:
Lehetséges hibamódok
- Bevont átmenő lyukak vagy belső rézrepedések
- Repedések a külső rézrétegen
- Microvia repedések
- Félig kikeményedett repedések
- Forrasztómaszk repedés
Elektrokémiai migráció a PCB felületén
- PCB környezeti terhelés
- Hőmérséklet-ciklus és tárolás
- hajlítás
- sokk
- nedvesség
- Több terhelés kombinációja
- Laminálási technológia
A fenti tényezők befolyásolják az autóipari PCB-gyártás megbízhatóságát. Ahhoz, hogy kiváló minőségű autóipari nyomtatott áramköri lapokat gyárthassunk, ismerjük meg az autóipari nyomtatott áramköri lapok teljesítménykövetelményeit és azt, hogyan teszteljük őket a magas minőség érdekében.
Kompakt méret és könnyű
Az autó méretének és súlyának ésszerű csökkentése több üzemanyagot, villamos energiát, energiát takaríthat meg, és javíthatja a környezetvédelmet. Ezért az autók mérete egyre kompaktabb. Az autóipar általános méretcsökkenése miatt az autóipari PCB elkerülhetetlenül kompaktabb és könnyebb lesz.
Magas megbízhatóság
Az autóipari nyomtatott áramköri lapok nagy megbízhatósága azt jelenti, hogy az autóipar normál élettartamán belül a PCB jó, stabil teljesítményt képes fenntartani a különböző összetett környezetekben. Más szavakkal, az autóipari nyomtatott áramköri lapoknak képesnek kell lenniük számos környezeti interfésznek ellenállni, beleértve a nedvességállóságot, a vízállóságot, a hőállóságot, a korrózióállóságot, a rezgésállóságot és az elektromágneses interferencia ellenállását.
Az autóipari nyomtatott áramköri lapok megbízhatósága szorosan összefügg a biztonságunkkal, ezért az autóipari nyomtatott áramköri lapok gyártása során különféle megbízhatósági teszteken kell átmenni. Az autóipari nyomtatott áramköri lapok különböző helyeken eltérő megbízhatósági teszteket igényelnek. A gyakori tesztek a következők:
1) Hősokk teszt
Az autóipari PCB-knek általában magas hőmérsékletű környezetben kell működniük, amelyet külső hő vagy a saját hő által termelt magas hőmérséklet okoz. Az autóipari PCB-knek ellenállniuk kell a hirtelen hőváltozások sokkhatásának, és hősokk-teszteket kell végeznünk az autóipari PCB-ken.
2) Termikus ciklus teszt
Az autóipar különböző helyzetei szerint a PCB hőciklus-tesztje különböző szintekkel rendelkezik. Az általánosan használt PCB hőciklus hőmérsékletek a következők:
Települések | Osztály | Alacsony hőmérséklet | Magas hőmérsékletű |
Az ülés belsejében | a | -40 ℃ | 85 ℃ |
Motorvédő burkolat | b | -40 ℃ | 125 ℃ |
Motor | c | -40 ℃ | 145 ℃ |
Átvitel | d | -40 ℃ | 155 ℃ |
Gépház | e | -40 ℃ | 165 ℃ |
3) Hőmérséklet és páratartalom eltérési vizsgálat
A hőmérséklet és a páratartalom változása az egyik alapvető tényező, amely az autóipari PCB-k meghibásodását okozza, bár az autógyártók különféle intézkedéseket hoztak a probléma megoldására; mint például:
- Optimalizált anyagok
- Önmelegítő
Az önmelegedést azonban gyakran csak akkor használják, ha az autó normálisan működik, ha az autó nem jár, és napokig vagy hetekig nagyon zord környezetben, például dagályban vagy erősen korrozív környezetben parkol. Ekkor nedvesség vagy korrozív gáz juthat be az elektronikai termékek belsejébe műanyag vagy légköri kompenzáló alkatrészeken keresztül. Ekkor a páratartalom is jelentős hatással lesz a NYÁK felületére és belső szerkezetére, ami meghibásodást okoz. Tehát értsük meg a PCB hőmérséklet, páratartalom és torzítás (THB) okozta meghibásodásának néhány részletét.
Az alábbi képen a vezetőképes kristályok növekedése látható a PCB kondenzáció (víz kondenzáció) során
Még ha nincs is páralecsapódás, a magas páratartalom elektromos rövidzárlatot okozhat, ha nem használnak szigorú anyagokat. A felületi szigetelési ellenállás (SIR) leeshet, ami az elektronika meghibásodását okozhatja. Az EASHUB módszere az, hogy szimulációval és kísérleti teszteléssel alaposan megértse a védőburkolaton belüli hőmérsékleti és páratartalmi viszonyokat (fém vagy műanyag tok).
Másrészt az EASHUB teszteli a felhasznált anyagokat (például PCB-ket, eszközöket, folyasztószereket, termikus interfész anyagokat vagy konform bevonatokat), és az IPC-9202 SIR vizsgálati módszere szerint különböző hőmérsékleti és páratartalom mellett tervez elemeket.
Az EASHUB hatékony szimulációs modellt használ az ECU helyi páratartalmának tényleges állapotának előrejelzésére,
Az anyag és a tervezés SIR-értékét egy zárt házban határoztuk meg a legmostohább körülmények között is.
Annak biztosítása, hogy a nyomtatott áramköri lapok tervezési elemei és anyagai biztonságosak és megbízhatóak legyenek, ezzel biztosítva az autóipari nyomtatott áramköri lapok megbízhatóságát az életciklus során.
A THB tesztelésnél figyelembe kell venni a PCB CAF-migrációját. A CAF rendszerint a szomszédos vonalak vagy szomszédos rétegek, átmenőnyílások, átmenőnyílások és vezetékek között fordul elő, ami szigetelésromlást vagy akár rövidzárlatot is okoz. A megfelelő szigetelési ellenállás az átmenőnyílások, vezetékek és rétegek közötti távolságtól függ.
Közös PCB technológia az autóipari PCB-k gyártásához
Nagyfrekvenciás hordozó
Az autó prediktív fékezési biztonsági rendszere és ütközésgátló rendszere jelentik biztonságunk első számú védelmi vonalát. Elektronikus rendszere olyan, mint egy radarfigyelő rendszer. Az elektronikus rendszer ezen részének autóipari PCB-jét főként nagyfrekvenciás mikrohullámú jelek továbbítására használják. Ezért a PTFE hordozóanyagon kívül kis dielektromos veszteséggel rendelkező hordozót is kell használni. Az FR4 anyagokkal ellentétben a PTFE vagy hasonló nagyfrekvenciás mátrixanyagok speciális fúrási sebességet és előtolást igényelnek a fúrási folyamat során.
Vastag réz Techonology
Ahogy az autók egyre kisebb méretek és nagyobb dinamikus teljesítmény felé fejlődnek, az autóknak magasabb technológiájú erőátviteli rendszereket és összetettebb elektronikus rendszereket kell használniuk. Az autóipari PCB-k nagyobb hőteljesítményűek, és ellenállnak a nagyobb áramlökéseknek.
A kétrétegű vastag réz PCB-ket viszonylag könnyű elkészíteni. A többrétegű vastag réz PCB-ket azonban sokkal nehezebb elkészíteni a vastag réz képmaratásának és a vastag üresedés-kitöltési folyamatoknak a bonyolultsága miatt.
A többrétegű vastag réz NYÁK belső útjai mind vastag rézből készülnek, így a mintaátviteli fotószáraz fólia is viszonylag vastag, és nagyon nagy maratási ellenállást igényel. Mivel a vastag rézminta maratási ideje meghosszabbodik, a marató berendezés és technológia is igényesebb a vastag réz teljes huzalozásának biztosítására.
Amikor külső vastag rézhuzalozást készítünk, először egy viszonylag vastag rézfólia laminálása és egy vastag rézréteg mintázata közötti kombináció végezhető el, majd ezt követi a filmüreg maratása. Ezen túlmenően, a bevonatmintázat bevonatolásgátló száraz fóliájának is viszonylag vastagnak kell lennie.
A fenti nehézségeken kívül a következő problémákkal is szembesülünk:
- A többrétegű vastag réz PCB belső vezetője és a szigetelő szubsztrátum anyaga közötti felületi különbség nagy.
- A hagyományos többrétegű tábla laminálást nem lehet teljesen kitölteni gyantával, és üregeket hoz létre.
A probléma megoldásához lehetőleg vékony, magas gyantatartalmú prepregeket használjunk. Ha egyes többrétegű nyomtatott áramköri lapokon a belső útválasztás rézvastagsága nem egyenletes, akkor különböző prepregeket alkalmazhatunk azokon a területeken, ahol nagy vagy kis rézvastagság-különbség mutatkozik.
HDI technológia
Az autó kényelme és jó élménye szorosan összefügg az autóba épített szórakoztató és kommunikációs rendszerekkel is. Az autóipari beépített szórakoztató mikroszámítógépek gyakran használnak HDI PCB-ket.
A HDI PCB technológia magában foglalja a mikrolyukak fúrását és galvanizálását, a laminálás pozicionálását és egyéb folyamatokat. Az autóipari technológia rohamos fejlődésének köszönhetően az életben egyre gyakoribb alkalmazások épülnek be az autóipari rendszerekbe. Ezért az autóelektronikai rendszerek térnyerésével egyre több PCB-t fognak használni, hogy jobban megfeleljenek a jó minőségű autók követelményeinek.
Komponens beágyazás
Az alkatrészek méretének csökkentése érdekében növelni kell a PCB összeszerelési sűrűségét. A beágyazott alkatrészekkel rendelkező PCB-ket nemcsak a mobiltelefonokban, hanem az autóelektronikában is széles körben használják.
A különböző komponensbeágyazási módszerek szerint a komponensbeágyazott PCB-k gyártási módjai is eltérőek. Főleg négy gyártási módszer létezik az autóelektronikai rendszerekben használt alkatrészek beágyazott PCB-k számára:
- Az ásatás típusa
- Laminálás típusa
- Kerámia típus
- Modul típusa
A fentiek az autóipari PCB-k gyártásánál általánosan használt ellátási technológia, így hogyan válasszunk megbízható autóipari NYÁK-gyártót.
