Auto-elektronica
Auto-elektronica
Belangrijkste ontwerp- en productie-uitdagingen voor leveranciers van elektronische producten en diensten in de automobielsector
Breed werktemperatuurbereik:
De werkomgeving van de auto is zelfs hard. Het temperatuurbereik van de motorruimte ligt tussen -40°C en 150°C. Daarom moeten autochips en printplaten aan dit brede temperatuurbereik voldoen, terwijl consumentenchips slechts aan een werkomgeving van 0 ° CC ~ 70 ° C hoeven te voldoen. Bovendien worden voertuigen wereldwijd verkocht en hebben verschillende regio's vaak verschillende omgevingskenmerken van temperatuur en vochtigheid. Daarom moeten PCB's voor auto's zich kunnen aanpassen aan verschillende omgevingen, hoewel sommige fabrikanten PCB's maken voor specifieke omgevingen.
Lange productlevenscyclus
De ontwerplevensduur van een autoproduct is langer. De levenscyclus van mobiele telefoons is 3 jaar, maar maximaal 5 jaar. Ter vergelijking: de ontwerplevensduur van auto's is over het algemeen ongeveer 15 jaar of 200,000 kilometer, veel langer dan de levensduurvereisten van consumentenelektronica. Daarom moet de levenscyclus van autoproducten meer dan 15 jaar zijn, terwijl de leveringscyclus wel 30 jaar kan zijn.
Hoge betrouwbaarheid
De printplaat en componenten die op de printplaten zijn gemonteerd, moeten voldoen aan hoge betrouwbaarheidsnormen omdat dit verband houdt met de veiligheid van de werking en het leven. Over het algemeen zijn auto's gemaakt van sterke materialen met stabiele prestaties en kunnen ze goed werken in ruwe omgevingen.
Aanpassen aan een ruwe omgeving
Het voertuig zal meer trillingen en schokken op de weg tegenkomen; het elektronische systeem van het voertuig moet bestand zijn tegen de dreiging van verschillende chemische corrosie, zoals bijtend zuur, organisch oplosmiddel, zout water, enz. Daarom moeten de circuits een bepaald anticorrosief vermogen hebben; het elektronische systeem zorgt ervoor dat autoprintplaten bestand zijn tegen de ophoping van vuil tijdens jarenlang gebruik. Gewoonlijk gebruiken auto-PCBA-fabrikanten speciale laminaten om vuil op het bord te voorkomen, zodat we deze PCBA zelfs in stoffige omgevingen kunnen gebruiken.
Hoogbeveiligde verzoeken
Naast het bieden van comfort, moet de automobiel de veiligheid van het gehele voertuigsysteem en zelfs nul defecten waarborgen. Bovendien wordt met de popularisering van elektrische voertuigen het belang van informatiebeveiliging steeds prominenter. Als een realtime online apparaat, vereist de communicatie tussen het en het netwerk, inclusief de communicatie met het netwerk in het voertuig, gegevenscodering.
Wat zijn de algemene normen voor auto-elektronica?
Terugkijkend op de geschiedenis van de auto-industrie, is auto-elektronica de belangrijkste ondersteunende basis geworden voor autobesturingssystemen en is auto-elektrificatie een symbool geworden van de revolutie in de auto-industrie. De industrie zal zich ontwikkelen in de richting van intelligentie, netwerken en diepe elektronica. Als complex industrieel product heeft de gebruiksomgeving over het algemeen invloed op de duurzaamheid en operationele prestaties van elektronische apparatuur en eenheden. Daarom is de milieubetrouwbaarheid van elektronische autosecties een van de kernproblemen geworden van de betrouwbaarheid van auto's.
ISO-normen
De toepassingsomgeving van elektronische auto-producten omvat elektromagnetische, elektrische, klimatologische, mechanische, chemische, enz. Op dit moment omvatten de standaard omgevingsomstandigheden en testnormen voor auto-elektronica die door ISO zijn geformuleerd, voornamelijk de volgende aspecten:
ISO-16750 1: Wegvoertuigen – Omgevingscondities en tests voor elektrische en elektronische producten: Algemeen
ISO16750-2: Wegvoertuigen – Omgevingscondities en tests voor elektrische en elektronische producten: Stroomvoorzieningsomgeving
ISO16750-3: Wegvoertuigen – Omgevingscondities en tests voor elektrische en elektronische producten: Mechanische omgeving
ISO16750-4: Wegvoertuigen – Omgevingscondities en tests voor elektrische en elektronische producten: Klimaatomgeving
ISO16750-5: Wegvoertuigen – Omgevingscondities en tests voor elektrische en elektronische producten: Chemische omgeving
ISO20653 Beschermingsniveau voor elektronische auto-apparatuur tegen vreemde voorwerpen, water en contact
ISO21848 Wegvoertuigen - Voedingsomgeving voor elektrische en elektronische apparatuur met een voedingsspanning van 42V
AEC-serie normen:
Deze normen zijn het meest gericht op de componenten die in de auto worden gebruikt. In de jaren negentig hebben Chrysler, Ford en General Motors de Automotive Electronics Council (AEC) opgericht om een gemeenschappelijke reeks onderdelenkwalificaties en kwaliteitssysteemnormen vast te stellen. AEC heeft normen opgesteld voor kwaliteitscontrole. De AEC-Q-1990 Gekwalificeerde Specificatie voor Chip Stress Testing is de eerste norm van AEC. AEC-Q-100 werd in 100 gepubliceerd. Aangezien de bovengenoemde drie autofabrikanten de onderdelen die aan de AEC-specificaties voldoen tegelijkertijd kunnen gebruiken, heeft het de bereidheid van onderdelenfabrikanten om hun productkenmerkgegevens uit te wisselen bevorderd en de universaliteit van auto-onderdelen geïmplementeerd. De AEC-norm is geleidelijk een algemene testspecificatie voor elektronische auto-onderdelen geworden. Na meer dan 1994 jaar ontwikkeling is AEC-Q-10 een algemene standaard geworden voor elektronische autosystemen. Na AEC-Q-100 zijn specificaties zoals AEC-Q-100 voor discrete componenten en AEC-Q-101 voor passieve componenten geformuleerd, evenals leidende principes zoals AEC-Q200/Q001/Q002/Q003.
TS16949
TS16949 is de technische specificatie van de internationale auto-industrie. Het is gebaseerd op ISO9001 en heeft de technische specificatie van de auto-industrie toegevoegd. Deze specificatie is in overeenstemming met ISO9000:2008, maar is meer gericht op het voorkomen van defecten en het verminderen van kwaliteitsschommelingen en verspilling die zich vaak voordoen in de toeleveringsketen van auto-onderdelen. De relevantie en toepasbaarheid van de ISO/TS16949-norm is heel duidelijk. Het is alleen van toepassing op autofabrikanten en hun directe fabrikanten van reserveonderdelen. Dat wil zeggen, deze fabrikanten moeten rechtstreeks verband houden met de productie van auto's en mogen verwerkings- en fabricageactiviteiten uitvoeren. Deze activiteit stelt producten in staat om waarde toe te voegen. Tegelijkertijd zijn er ook strikte beperkingen op de kwalificaties van de gecertificeerde bedrijfsfabrikanten. De eenheden met alleen ondersteunende functies, zoals ontwerpcentra, hoofdkantoren van bedrijven en distributiecentra, of eenheden die apparatuur en gereedschappen vervaardigen voor voertuigfabrikanten of fabrikanten van auto-onderdelen, zijn niet gecertificeerd. Vijf grote toezichthoudende instanties beheren de ISO/TS16949:2009-certificering namens de IATF, die dezelfde procedurele aanpak gebruiken om toezicht te houden op de werking en implementatie van de ISO/TS16949-specificatie om een volledig uniforme standaard en werking over de hele wereld te vormen.
Wat voor soort PCB's zitten er in auto-elektronica?
Elektrische auto's hebben consistente, onmisbare en innovatieve eisen. Nu leidt Tesla de innovatiegolf. Maar elke fabricage- en ontwerpinnovatie op elektrische auto's vereist zeer duurzame, betrouwbare en robuuste PCB-toepassingen. High-performance automotive PCB-vereisten zijn aanzienlijk bestand tegen zware rijomstandigheden en kunnen een katalysator worden voor innovaties van groeiende nieuwe energie-aandrijfsystemen.
De vraag naar PCB's voor elektrische voertuigen is voornamelijk afkomstig van aan de aandrijflijn gerelateerde apparatuur: boordcomputers, batterijbeheersystemen (BMS), spanningsconversiesystemen (DC-DC, omvormers, enz.) en andere hoog- en laagspanningsapparatuur. Daarnaast is millimetergolfradar een belangrijk detectieapparaat voor het realiseren van intelligent rijden en zelfs autonoom rijden, en heeft het duidelijke voordelen ten opzichte van andere sensoren.
Hoogvermogen verkoperde PCB's zijn een van de meest gebruikte PCB-toepassingen in de opkomende industrie. Flexibele PCB's, HDI-PCB's en LED-PCB's zijn belangrijke toepassingen die worden gebruikt op AC/DC-stroomomvormers, audio en video, digitale displays, remsystemen, automatisch dimmen, elektronische spiegelbediening, autoverlichting en motortimingsysteem en diagnosesysteem op afstand. Eashub biedt de onderstaande oplossingen voor het autoproduct:
| PCB-type | Meerdere lagen | LED | Hoge frequentie | Aluminium | Dik koper | Hoge Tg | HDI | Flexibel | Stijve Flex |
| Automotive | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
Onze auto-PCB
Lagen: 8 L Dikte: 1.2 mm
Uit laag koperdikte: 1 OZ
Binnenste laag koperdikte: 1 OZ
Min. gatgrootte: 0.15 mm Min. lijnbreedte/ruimte: 3mil
Oppervlakteafwerking: ENIG Toepassing: GPS-navigatie
Lagen: 8 L Dikte: 1.6 mm
Uit laag koperdikte: 1 OZ
Binnenste laag koperdikte: 1 OZ
Min Gat Maat: 0.25mm
Min lijnbreedte/ruimte: 4mil
Oppervlakteafwerking: ENIG
Toepassing: GPS
Lagen: 6 L Dikte: 1.6 mm
Uit laag koperdikte: 1 OZ
Binnenste laag koperdikte: 1 OZ
Min Gat Maat: 0.25mm
Min lijnbreedte/ruimte: 4mil
Oppervlakteafwerking: ENIG Toepassing: Entertainment
Eashub's mogelijkheden voor assemblage van auto-elektronica
Eashub heeft vele jaren ervaring in de auto-industrie. Onze PCBA-ontwerppartners zijn in opkomst op de grootste EV-markt ter wereld. De strategische EMS-partner van Eashub behoort tot de top 5 van 's werelds grootste contractproductieleverancier van autoproducten. Het heeft vele jaren ervaring met het bedienen van Volkswagen, BOSCH, SAIC Motor, enz., en Kara Group, onze fabrieksbelanghebbenden. Het is ook een toonaangevend EMS-bedrijf in Japan, met een geschiedenis in het bedienen van Denso en Honda automotive.
Toonaangevende kwalificaties in de sector:
De fabriek bezit certificeringen als TS16949、, ISO9001、 ISO14001 ANSI/ESD S20.20.
Volledige procescapaciteit:
– BGA en Micro BGA plaatsing
– Kabel- en kabelboomassemblages
– Doos gemonteerd
– IC-programmering
– ICT/FCT
– Röntgeninspectie
– AOI
Automotive specifiek proces
– Klasse 100 schone kamer
– Selectieve soldeergolf
– Hoogspanningstest
- Verouderings test
– Conforme coating
– Waterig wassen
– Betrouwbaarheidstests door derden
Andere tips over de productie van autoproducten
Welke factoren PCB-storingen kunnen veroorzaken bij de productie van PCB's voor auto's, de algemene omgevingsbelastingen en PCB-assemblage en hun mogelijke faalwijzen zijn als volgt:
Mogelijke faalwijzen
- Geplateerde doorgaande gaten of interne koperscheuren
- Scheuren in de buitenste koperlaag
- Microvia-scheuren
- Semi-uitgeharde scheuren
- Soldeermasker barst
Elektrochemische migratie op PCB-oppervlak
- PCB-omgevingsbelasting
- Temperatuurcycli en opslag
- verbuiging
- schokken
- vochtigheid
- Combinatie van meerdere belastingen
- Lamineringstechnologie
De bovenstaande factoren zijn van invloed op de betrouwbaarheid van de fabricage van PCB's in de auto-industrie. Laten we, om hoogwaardige auto-PCB's te vervaardigen, de prestatie-eisen van auto-PCB's begrijpen en hoe deze te testen om een hoge kwaliteit te garanderen.
Compact formaat en licht
Door de afmetingen en het gewicht van de auto redelijk te verminderen, kan meer brandstof, elektriciteit en energie worden bespaard en de milieubescherming worden verbeterd. Daarom wordt het formaat van de auto steeds compacter. Door de totale verkleining van de automobiel zal de automobiel PCB onvermijdelijk compacter en lichter worden.
Hoge betrouwbaarheid
De hoge betrouwbaarheid van auto-PCB's betekent dat de PCB binnen de normale levensduur van de auto-industrie goede stabiele prestaties kan behouden in verschillende complexe omgevingen. Met andere woorden, auto-PCB's moeten bestand zijn tegen verschillende omgevingsinterfaces, waaronder vochtbestendigheid, waterbestendigheid, hittebestendigheid, corrosiebestendigheid, trillingsbestendigheid en weerstand tegen elektromagnetische interferentie.
De betrouwbaarheid van PCB's voor auto's hangt nauw samen met onze veiligheid, dus bij het vervaardigen van PCB's voor auto's moeten verschillende betrouwbaarheidstests worden doorstaan. Automotive PCB's op verschillende locaties vereisen verschillende betrouwbaarheidstests. Veelvoorkomende tests zijn onder meer:
1) Thermische schoktest
Automotive PCB's moeten normaal gesproken werken in een omgeving met hoge temperaturen die wordt veroorzaakt door externe hitte of de hoge temperatuur van zelf opgewekte warmte. Automobiel-PCB's moeten bestand zijn tegen de schok van plotselinge veranderingen in hitte, en we moeten thermische schoktests uitvoeren op auto-PCB's.
2) Thermische cyclustest
Afhankelijk van de verschillende posities van de auto, heeft de thermische cyclustest van PCB verschillende niveaus. De meest gebruikte thermische cyclustemperaturen van PCB's zijn als volgt:
Locatie | Klasse | Lage temperatuur | Hoge temperatuur |
In de stoel | a | -40 ℃ | 85 ℃ |
Motor beschermkap | b | -40 ℃ | 125 ℃ |
Motor | c | -40 ℃ | 145 ℃ |
transmissie | d | -40 ℃ | 155 ℃ |
Motorruimte | e | -40 ℃ | 165 ℃ |
3) Temperatuur- en vochtigheidsafwijkingstest:
Veranderingen in temperatuur en vochtigheid zijn een van de essentiële factoren die het falen van auto-PCB's veroorzaken, hoewel autofabrikanten verschillende maatregelen hebben genomen om dit probleem op te lossen; zoals:
- Geoptimaliseerde materialen
- Zelfverwarmend
Maar zelfverhitting wordt vaak alleen gebruikt als de auto normaal draait, als de auto niet draait en dagen of weken geparkeerd heeft gestaan in een zeer ruwe omgeving, zoals vloed, een zeer corrosieve omgeving. Dan kan vocht of corrosief gas het interieur van elektronische producten binnendringen via plastic of atmosferische compensatiecomponenten. Dan heeft de luchtvochtigheid ook een flinke impact op het oppervlak en de interne structuur van de print, waardoor deze uitvalt. Laten we dus enkele details begrijpen van PCB-storingen veroorzaakt door temperatuur, vochtigheid en bias (THB).
De afbeelding hieronder toont de groei van geleidende kristallen tijdens PCB-condensatie (watercondensatie)
Zelfs als er geen condensatie is, kan een hoge luchtvochtigheid een elektrische kortsluiting veroorzaken als er geen strikte materialen worden gebruikt. Surface Insulation Resistance (SIR) kan dalen, waardoor de elektronica mogelijk defect raakt. De methode van EASHUB is om de temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden in de beschermhoes (metalen of plastic behuizing) grondig te begrijpen door middel van simulatie en experimentele tests.
Aan de andere kant test EASHUB de gebruikte materialen (zoals PCB's, apparaten, fluxen, thermische interfacematerialen of conforme coatings) en ontwerpt elementen onder verschillende temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden volgens de SIR-testmethode in IPC-9202.
EASHUB gebruikt een efficiënt simulatiemodel om de werkelijke toestand van lokale vochtigheid in de ECU te voorspellen,
We bepaalden de SIR van materiaal en ontwerp in een gesloten behuizing onder de zwaarste omstandigheden.
Om ervoor te zorgen dat de PCB-ontwerpelementen en materialen veilig en betrouwbaar zijn, waardoor de betrouwbaarheid van de automotive PCB tijdens de levenscyclus wordt gegarandeerd.
Bij THB-testen moet rekening worden gehouden met de CAF-migratie van de PCB. DLS treedt meestal op tussen aangrenzende lijnen of aangrenzende lagen, via's, tussen via's en lijnen, wat leidt tot verslechtering van de isolatie of zelfs kortsluiting. De bijbehorende isolatieweerstand is afhankelijk van de afstand tussen via's, lijnen en lagen.
Gemeenschappelijke PCB-technologie voor de productie van auto-PCB's
Hoogfrequent substraat
Het voorspellende remveiligheidssysteem en het antibotsingssysteem van de auto vormen de eerste verdedigingslinie voor onze veiligheidsgarantie. Het elektronische systeem is als een radarbewakingssysteem. De automotive-printplaat van dit deel van het elektronische systeem wordt voornamelijk gebruikt om hoogfrequente microgolfsignalen uit te zenden. Daarom is het naast het substraatmateriaal PTFE ook noodzakelijk om een substraat te gebruiken met een laag diëlektrisch verlies. In tegenstelling tot FR4-materialen vereisen PTFE of vergelijkbare hoogfrequente matrixmaterialen tijdens het boorproces speciale boorsnelheden en voedingssnelheden.
Dikke koperen technologie
Naarmate auto's zich ontwikkelen naar kleinere afmetingen en hogere dynamische prestaties, moeten auto's gebruikmaken van geavanceerdere aandrijfsystemen en complexere elektronische systemen. Automotive PCB's hebben hogere thermische prestaties en zijn bestand tegen grotere stroompieken.
Dubbellaagse dikke koperen printplaten zijn relatief eenvoudig te maken. Meerlagige dikke koperen PCB's zijn echter veel moeilijker te maken vanwege de complexiteit van het etsen van dikke koperen afbeeldingen en het vullen van dikke vacatures.
De interne paden van de meerlaagse dikke koperen PCB zijn allemaal dik koper, dus de droge fotofilm met patroonoverdracht is ook relatief dik en vereist een zeer hoge etsweerstand. Omdat de etstijd van het dikke koperpatroon langer wordt, zijn de etsapparatuur en -technologie ook veeleisender om de volledige bedrading van het dikke koper te verzekeren.
Wanneer we externe dikke koperen bedrading fabriceren, kan eerst de combinatie tussen het lamineren van een relatief dikke koperfolie en het vormen van een dikke koperlaag worden gedaan, gevolgd door filmleegte-etsing. Bovendien moet de anti-plating droge film van patroonplating ook relatief dik zijn.
Naast bovenstaande problemen komen we ook de volgende problemen tegen:
- Het oppervlakteverschil tussen de binnengeleider van de meerlagige dikke koperen PCB en het isolerende substraatmateriaal is groot.
- Gewone meerlaagse plaatlaminering kan niet volledig met hars worden gevuld en zal holtes veroorzaken.
Om dit probleem op te lossen, moeten we zoveel mogelijk dunne prepregs met een hoog harsgehalte gebruiken. Als de koperdikte van de interne routing op sommige meerlaagse PCB's niet uniform is, kunnen we verschillende prepregs gebruiken in gebieden met grote of kleine verschillen in koperdikte.
HDI-technologie
Het comfort en de goede beleving van de auto hangen ook nauw samen met de entertainment- en communicatiesystemen die in de auto zijn ingebouwd. In de auto ingebouwde entertainmentmicrocomputers gebruiken vaak HDI-printplaten.
HDI PCB-technologie omvat het boren en galvaniseren van microgaten, positionering van het lamineren en andere processen. Door de snelle ontwikkeling van autotechnologie worden steeds meer gangbare toepassingen in het leven ingebouwd in autosystemen. Daarom zullen, met de toename van elektronische autosystemen, meer PCB's worden gebruikt om beter te voldoen aan de eisen van hoogwaardige auto's.
Inbedding van componenten
Om de grootte van componenten te verkleinen, moet de montagedichtheid van de printplaat worden verhoogd. PCB's met ingebouwde componenten worden veel gebruikt, niet alleen in mobiele telefoons, maar ook in auto-elektronica.
Volgens verschillende inbeddingsmethoden voor componenten, zijn de fabricagemethoden van in componenten ingebedde PCB's ook verschillend. Er zijn hoofdzakelijk vier productiemethoden voor in componenten ingebedde PCB's die worden gebruikt in elektronische autosystemen:
- Opgravingstype:
- Lamineringstype:
- Keramisch type:
- Module type
Het bovenstaande is de leveringstechnologie die vaak wordt gebruikt bij de productie van auto-PCB's, dus hoe u een betrouwbare fabrikant van auto-PCB's kiest.
