什么是汽車(chē)PCB及汽車(chē)PCB的性能屬性簡(jiǎn)介

汽車(chē)已經(jīng)從純機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)展到電子零件的參與。早在20世紀(jì)70年代，含有汽車(chē)的電子零件的平均價(jià)值約為100美元，而在21世紀(jì)初期，這一價(jià)值已達(dá)到1500美元，并且在2013年已攀升至2000美元?，F(xiàn)在，全球汽車(chē)電子市場(chǎng)已超過(guò)1500億美元，預(yù)計(jì)到2020年這一數(shù)字將超過(guò)2400億美元。

此外，估計(jì)市值為1910億美元的汽車(chē)電子系統(tǒng)將發(fā)射火箭到2020年達(dá)到314.4億美元，平均復(fù)合增長(zhǎng)率為7.3％。頂級(jí)汽車(chē)可能包含150個(gè)電子控制單元，主要是駕駛艙內(nèi)的傳感器和處理器。據(jù)一些報(bào)道，65％的電子產(chǎn)品的實(shí)際價(jià)值在于動(dòng)力系統(tǒng)，汽車(chē)車(chē)身和底盤(pán)，而且大部分都與數(shù)字電源有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的電子價(jià)值將超過(guò)70％。

含有電子設(shè)備的汽車(chē)肯定會(huì)應(yīng)用印刷電路板（PCB）。 2014年，全球汽車(chē)PCB占46億美元，預(yù)計(jì)到2020年這一數(shù)字將超過(guò)70億美元。

汽車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用是為了提高到目前為止的汽車(chē)性能在三個(gè)方面：
a。環(huán)境改善是指節(jié)省燃料和減少?gòu)U氣，即從汽油，天然氣和生物燃料到混合動(dòng)力和純電力的過(guò)程。電動(dòng)汽車(chē)已成為主要的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果灣安全增加是指減少交通事故，從安全氣囊到雷達(dá)監(jiān)控，立體攝像機(jī)，夜間紅外監(jiān)控，自動(dòng)防撞和自動(dòng)駕駛。據(jù)估計(jì)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)將在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。結(jié)果℃。方便和舒適范圍從汽車(chē)，視頻和空調(diào)的音頻到計(jì)算機(jī)，移動(dòng)通信，互聯(lián)網(wǎng)，導(dǎo)航和電子收費(fèi)系統(tǒng)，所有這些都必須更方便和用戶友好。

汽車(chē)PCB的基本要求

?質(zhì)量保險(xiǎn)要求

汽車(chē)PCB制造商應(yīng)符合ISO9001的規(guī)定。 PCBCart完全符合ISO9001：2008質(zhì)量管理體系，并致力于遵守最嚴(yán)格的制造和裝配標(biāo)準(zhǔn)。

汽車(chē)產(chǎn)品各有特色。 1994年，福特，通用汽車(chē)和克萊斯勒聯(lián)合設(shè)立了汽車(chē)行業(yè)質(zhì)量控制系統(tǒng)QS9000。在21世紀(jì)早期，符合ISO9001標(biāo)準(zhǔn)，出版了汽車(chē)行業(yè)新的質(zhì)量控制體系，即ISO/TS16949。

ISO/TS16949是全球汽車(chē)行業(yè)的一套技術(shù)法規(guī)?；贗SO9001，加上汽車(chē)行業(yè)的特殊需求，更加注重缺陷預(yù)防，降低汽車(chē)零部件供應(yīng)鏈中產(chǎn)生的質(zhì)量波動(dòng)和浪費(fèi)。在實(shí)施ISO/TS16949時(shí)，必須特別注意主要的5個(gè)關(guān)鍵工具：PPAP（生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序），規(guī)范產(chǎn)品在批量生產(chǎn)或修改后應(yīng)獲得客戶的批準(zhǔn)，APQP（先進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量計(jì)劃）規(guī)范生產(chǎn)前應(yīng)存在質(zhì)量計(jì)劃和以前的質(zhì)量分析，F(xiàn)MEA（故障模式和影響分析）分析并提出防止產(chǎn)品潛在故障的措施，MSA（測(cè)量系統(tǒng)分析）必須分析測(cè)量結(jié)果的變化以確認(rèn)測(cè)量可靠性，SPC （統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）通過(guò)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)掌握生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量變化。因此，PCB制造商進(jìn)入汽車(chē)電子市場(chǎng)的第一步就是獲得TS16949證書(shū)。

?性能的基本要求

a。高可靠性

汽車(chē)可靠性主要有兩個(gè)方面：壽命和環(huán)境抵抗力。前者指的是正常運(yùn)行可以在一生中得到保證，而后者指的是PCB功能在環(huán)境發(fā)生變化時(shí)保持不變的事實(shí)。

20世紀(jì)90年代的平均汽車(chē)壽命是在范圍從8到10年，目前的范圍從10到12年，這意味著汽車(chē)電子系統(tǒng)和PCB都應(yīng)該在這個(gè)范圍內(nèi)。

在應(yīng)用過(guò)程中，汽車(chē)應(yīng)該承受氣候變化，從極度寒冷的冬季到炎熱的夏季，從陽(yáng)光到雨，以及由于自身運(yùn)行導(dǎo)致的溫度升高導(dǎo)致的環(huán)境變化。換句話說(shuō)，汽車(chē)電子系統(tǒng)和PCB必須承受多種環(huán)境挑戰(zhàn)，包括溫度，濕度，雨水，酸霧，振動(dòng)，電磁干擾和電流浪涌。此外，由于PCBs在汽車(chē)內(nèi)部組裝，主要受溫度和濕度的影響。

b。輕量化和小型化

輕量化和小型化的汽車(chē)有利于節(jié)能。重量輕來(lái)自每種組分的重量減輕。例如，一些金屬部件由工程塑料部件代替。此外，汽車(chē)電子設(shè)備和PCB都應(yīng)該是微型的。例如，2000年初應(yīng)用于汽車(chē)的ECU（電子控制單元）的體積大約為1200cm 3 ，而小于300cm 3 ，減少了4倍。此外，起點(diǎn)槍械已經(jīng)從通過(guò)導(dǎo)線連接的機(jī)械槍械轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)柔性導(dǎo)線和PCB內(nèi)部連接的電子槍械，在體積和重量方面減少了10倍以上。

重量輕PCB的縮小源于密度增加，面積縮小，薄度和多層。

汽車(chē)PCB的性能屬性

?多類汽車(chē)PCB

汽車(chē)結(jié)合了機(jī)械和電子設(shè)備?，F(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)融合了傳統(tǒng)技術(shù)和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，如手工內(nèi)裝飾件和推進(jìn)GPS。在現(xiàn)代汽車(chē)中，不同位置具有不同功能的電子設(shè)備，不同功能的電子設(shè)備來(lái)自不同類型的PCB。

根據(jù)基板材料，汽車(chē)PCB可分為兩大類：無(wú)機(jī)陶瓷基PCB和有機(jī)樹(shù)脂基PCB。陶瓷PCB具有耐高溫和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，可直接應(yīng)用于高溫電機(jī)系統(tǒng)。然而，它具有差的陶瓷可制造性和高成本。目前，隨著樹(shù)脂基板材料在耐熱性方面的發(fā)展，樹(shù)脂基PCB已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)，不同位置應(yīng)用不同性能的基板材料。

說(shuō)起來(lái)，F(xiàn)lex PCBs和剛性PCB應(yīng)用于普通儀表，指示車(chē)速和里程以及空調(diào)設(shè)備。雙層或多層PCB和Flex PCB用于汽車(chē)內(nèi)的音頻和視頻娛樂(lè)設(shè)備。對(duì)于通信和無(wú)線定位設(shè)備和安全控制設(shè)備，應(yīng)用多層PCB，HDI PCB和Flex PCB。在汽車(chē)電機(jī)控制系統(tǒng)和電力傳輸控制系統(tǒng)方面，應(yīng)采用特殊電路板，如金屬基PCB和柔性剛性PCB。對(duì)于汽車(chē)微型，應(yīng)用了元件嵌入式PCB。例如，微處理器芯片應(yīng)用于電源控制器，直接嵌入電源控制器PCB。另一個(gè)例子是，元件嵌入式PCB也用于自動(dòng)支持系統(tǒng)的導(dǎo)航設(shè)備和立體成像設(shè)備。

?不同位置PCB的不同可靠性要求

關(guān)注公共安全，汽車(chē)屬于高可靠性產(chǎn)品類別，因此汽車(chē)PCB必須通過(guò)一些可靠性測(cè)試，除了尺寸，尺寸，機(jī)械和電氣性能等普通要求。

熱循環(huán)試驗(yàn)（TCT）

根據(jù)汽車(chē)不同位置分類的五個(gè)等級(jí)，PCB熱循環(huán)溫度總結(jié)在下表1中。

灣熱沖擊試驗(yàn)

汽車(chē)PCB更適用于高溫環(huán)境，對(duì)于需要處理外部熱量和自發(fā)熱量的厚銅PCB尤其如此。因此，汽車(chē)PCB對(duì)耐熱性的要求更高。

溫度 - 濕度偏差（THB）測(cè)試

由于汽車(chē)PCB保持多種環(huán)境，包括下雨天或潮濕環(huán)境，因此必須對(duì)它們進(jìn)行THB測(cè)試。測(cè)試條件包括以下要素：溫度（85°C），濕度（85％RH）和偏壓（DC 24V，50V，250V或500V）。

THB測(cè)試必須考慮CAF多氯聯(lián)苯的遷移。 CAF通常發(fā)生在相鄰的通孔，通孔和線，相鄰的線或相鄰的層之間，導(dǎo)致絕緣減少或甚至短路。相應(yīng)的絕緣電阻取決于過(guò)孔，線和層之間的距離。

汽車(chē)PCB的制造特性

?高頻基板

汽車(chē)防撞/預(yù)測(cè)制動(dòng)安全系統(tǒng)起著軍用雷達(dá)設(shè)備的作用。由于汽車(chē)PCB負(fù)責(zé)傳輸微波高頻信號(hào)，因此需要將具有低介電損耗的基板與普通基板材料一起應(yīng)用為PTFE。與FR4材料不同，PTFE或類似的高頻基板材料在鉆孔過(guò)程中需要特殊的鉆孔速度和進(jìn)給速度。

?厚銅PCB

汽車(chē)電子產(chǎn)品由于高密度和高功率而帶來(lái)更多的熱能，混合動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)往往需要更先進(jìn)的電力傳輸系統(tǒng)和更多的電子功能，這導(dǎo)致對(duì)散熱和大電流的更多要求。/p>

制造厚銅雙層PCB相對(duì)容易，而制造厚銅多層PCB則要困難得多。關(guān)鍵在于厚銅圖像蝕刻和厚度空填充。

厚銅多層PCB的內(nèi)部路徑都是厚銅，因此圖形轉(zhuǎn)移光致干膜也是相對(duì)的厚，需要極大的抗蝕刻性。厚銅圖形蝕刻時(shí)間長(zhǎng)，蝕刻設(shè)備和技術(shù)條件處于最佳狀態(tài)，以確保厚銅的完整布線。當(dāng)涉及外部厚銅布線制造時(shí)，可以首先在具有相對(duì)厚的層壓的銅箔和圖形鍍厚銅層之間進(jìn)行組合，然后進(jìn)行膜空隙蝕刻。圖形鍍層的抗鍍干膜也比較厚。

厚銅多層PCB內(nèi)導(dǎo)體與絕緣基板材料和普通多層板疊層之間的表面差異較大未能完全填充樹(shù)脂并產(chǎn)生空腔。為了解決這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)盡可能地涂覆具有高樹(shù)脂含量的薄預(yù)浸料。某些多層PCB上的內(nèi)部布線銅厚度不均勻，不同的預(yù)浸料可應(yīng)用于銅厚差異較大或差異較小的區(qū)域。

?元件嵌入

組件嵌入式PCB大規(guī)模應(yīng)用于移動(dòng)電話中，以提高組裝密度并減小組件尺寸，這也是其他電子設(shè)備所采用的。因此，元件嵌入式PCB也應(yīng)用于汽車(chē)電子設(shè)備。

根據(jù)不同的元件嵌入方法，元件嵌入式PCB有許多制造方法。用于汽車(chē)電子的組件嵌入式PCB主要有4種制造方法，如下圖1所示。

在這些制造類型中，挖掘類型（圖1中的類型a）遵循以下程序：挖掘，然后通過(guò)回流焊或?qū)щ姼噙M(jìn)行SMD組裝。層壓類型（圖1中的b型）通過(guò)內(nèi)部電路上的薄SMD組件通過(guò)回流實(shí)現(xiàn)，或者指薄元件制造。陶瓷類型（圖1中的c型）是指印刷在陶瓷基板上的厚膜組件。模塊類型（圖1中的類型d）遵循以下程序：通過(guò)回流和樹(shù)脂封裝的SMD組裝。模塊型元件嵌入式PCB具有較高的可靠性，更適合汽車(chē)對(duì)耐熱性，耐濕性和抗振性的要求。

? HDI技術(shù)

汽車(chē)電子的關(guān)鍵功能之一在于娛樂(lè)和通信，其中智能手機(jī)和平板電腦需要HDI PCB。因此，HDI PCB中包含的技術(shù)，例如微通孔鉆孔和放大器。電鍍和層壓定位應(yīng)用于汽車(chē)PCB制造。