Как носитель электронных компонентов и ключ к электрическим соединениям, производительность печатных плат напрямую влияет на безопасность, надежность и интеллект автомобилей. В качестве основного материала печатных плат печатная плата играет ключевую роль в удовлетворении сложных и требовательных требований к рабочей среде автомобилей. Различные типы широко используемых автомобильных печатных плат, обладающие уникальными свойствами, обеспечивают стабильную работу автомобильных электронных систем.
1. Доска FR-4: широко используемый основной материал.
FR-4 — это ламинат с медным покрытием, армированный стекловолокном на основе эпоксидной смолы, который широко используется в области автомобильных печатных плат. Он обладает хорошими механическими свойствами и выдерживает вибрации и удары при эксплуатации автомобиля, обеспечивая целостность конструкции печатной платы. Что касается электрических характеристик, FR-4 обладает стабильными изоляционными характеристиками, что позволяет эффективно предотвращать короткие замыкания и обеспечивать стабильную передачу сигнала.
Плата FR-4 широко используется в некоторых некритических частях автомобилей, к которым предъявляются относительно менее строгие требования к температуре и электрическим характеристикам, например, в обычных схемах управления внутренним освещением и некоторых простых схемах датчиков. Чтобы соответствовать более высоким требованиям надежности автомобильной промышленности, в материалы FR-4 также было внесено множество улучшений. Например, за счет увеличения температуры стеклования можно повысить его размерную стабильность в высокотемпературных средах. Значение Tg обычного FR-4 обычно составляет 130-140 градусов, тогда как Tg автомобильного материала FR-4 может быть увеличено до 150 градусов или даже выше 170 градусов, что позволяет ему лучше работать в зонах с высокими температурами, таких как моторные отсеки, эффективно избегая таких проблем, как деформация пластин и отказ цепи, вызванные высокими температурами.
2. Высокотемпературные материалы: основная сила в решении проблем, связанных с высокими-температурами.
Температура в моторном отсеке и других частях автомобиля может достигать 150 градусов и даже выше. В таких условиях высоких-температур материалы с высокими значениями Tg становятся предпочтительным выбором для автомобильных печатных плат. В дополнение к материалу с высоким TgFR-4, упомянутому ранее, полиимидные материалы также пользуются большим спросом в автомобильной промышленности из-за их превосходной устойчивости к высоким температурам. Значение Tg материалов PI обычно превышает 250 градусов, а некоторые даже превышают 300 градусов, что позволяет сохранять стабильные физические и химические свойства в условиях экстремально высоких температур.
Печатная плата, изготовленная из материала PI, не только обладает высокой термостойкостью, но также превосходной стойкостью к химической коррозии и низкой диэлектрической проницаемостью. Низкая диэлектрическая проницаемость приводит к меньшим потерям сигнала и более высокой скорости передачи, что имеет решающее значение для приложений высокоскоростной передачи данных в автомобилях, например в системах связи транспортных средств и передаче данных датчиков автономного вождения. В системе управления аккумулятором транспортных средств на новых источниках энергии из-за большого количества тепла, выделяемого в процессе зарядки и разрядки аккумулятора, высокой температуры окружающей среды и чрезвычайно высоких требований к точности передачи сигнала и стабильности BMS, печатная плата из материала PI может хорошо удовлетворить эти потребности, обеспечивая точный мониторинг и контроль состояния аккумулятора с помощью системы управления аккумулятором, а также гарантируя безопасную и эффективную работу аккумулятора.
3. Металлическая подложка: ключ к эффективному рассеиванию тепла
С постоянным увеличением мощности автомобильных электронных устройств проблемы рассеивания тепла становятся все более актуальными. Металлические подложки, особенно алюминиевые, широко используются в таких областях, как автомобильное светодиодное освещение и силовые электронные модули, благодаря их превосходным характеристикам рассеивания тепла. Алюминиевая подложка состоит из металлического базового слоя, изоляционного слоя и проводящего слоя. Металлический базовый слой (обычно алюминий) может быстро отводить тепло, а изоляционный слой обеспечивает электрическую изоляцию между цепью и металлической подложкой. Проводящий слой используется для переноса цепи.
В автомобильных светодиодных фарах светодиодный чип генерирует большое количество тепла в процессе излучения света. Если он не рассеется вовремя, это приведет к повышению температуры светодиодного чипа, снижению светоотдачи и сокращению срока службы. Светодиодная печатная плата, изготовленная из алюминиевой подложки, может быстро передавать тепло, генерируемое светодиодным чипом, к металлическому слою алюминиевой подложки, а затем рассеивать тепло в окружающую среду через структуру рассеивания тепла автомобильной фары, эффективно обеспечивая стабильную работу и длительный срок службы светодиодной фары. В силовых электронных модулях автомобилей, таких как контроллеры двигателей, инверторы и т. д., эти компоненты генерируют значительные потери мощности во время работы, а также требуют эффективных мер по отводу тепла. Печатная плата с алюминиевой подложкой может удовлетворить требования к рассеиванию тепла, а также обладает определенной механической прочностью, позволяющей адаптироваться к сложной вибрационной среде автомобилей.
4. Высокочастотные материалы: отвечают требованиям высокоскоростной-связи.
С развитием интеллектуальных и сетевых автомобилей требования к высокочастотной передаче сигналов в системах связи транспортных средств становятся все более высокими. В таких приложениях, как связь 5G и автомобильные радары, печатные платы должны иметь низкую диэлектрическую проницаемость и низкие характеристики тангенса диэлектрических потерь, чтобы уменьшить затухание и искажения во время передачи сигнала. Поэтому высокочастотные материалы, такие как политетрафторэтилен и его композиционные материалы, стали идеальным выбором для этих применений.
Материал ПТФЭ имеет чрезвычайно низкие значения Dk и Df, что обеспечивает высокую-скорость и стабильную передачу высокочастотных-сигналов в цепях печатных плат. В радиолокационных системах миллиметрового диапазона с частотой 77 ГГц или выше в транспортных средствах радар миллиметрового диапазона обнаруживает такую информацию, как расстояние, скорость и угол до целевых объектов, путем излучения и приема высокочастотных электромагнитных волн. На этом этапе печатные платы, изготовленные из высокочастотных-материалов на основе ПТФЭ, могут точно передавать высокочастотные-радарные сигналы, обеспечивая высокое разрешение и точность обнаружения радиолокационной системы, а также предоставляя надежные данные о восприятии окружающей среды для автономного вождения. В модуле сетевой связи автомобиля также необходимы печатные платы из высокочастотного материала для поддержки высокоскоростной-и стабильной беспроводной связи, обеспечивая эффективный обмен данными между транспортными средствами, транспортными средствами и инфраструктурой, а также транспортными средствами и людьми.
5. Жесткий гибкий материал соединительной пластины: баланс гибкости и стабильности.
Внутри автомобиля некоторые компоненты требуют, чтобы печатные платы имели определенную степень гибкости для адаптации к сложной пространственной компоновке и динамичной рабочей среде. Появилась плата с жестким и гибким соединением, которая объединяет жесткие и гибкие платы посредством определенных процессов, сочетая стабильность жестких плат с гибкостью гибких плат.
В качестве подложки для гибкой части обычно используется полиэфирная пленка или полиимид, которые обладают хорошей гибкостью и могут быть согнуты несколько раз без ущерба для электрических характеристик. В схеме подключения приборной панели автомобиля жесткая гибкая соединительная пластина обеспечивает гибкое соединение между приборной панелью и другими частями кузова автомобиля, обеспечивая стабильную передачу сигнала и адаптируясь к небольшим вибрациям и деформациям приборной панели во время движения автомобиля. В модуле управления дверью жесткая гибкая соединительная пластина может сгибаться при открытии и закрытии двери, обеспечивая при этом надежность соединения цепи и избегая сбоев управления дверью, вызванных прерывистыми линиями. Применение жестких гибких соединительных пластин обеспечивает надежную поддержку оптимизации внутреннего пространства автомобилей и эффективного размещения электронных устройств.