Elektronisten komponenttien kantajana ja sähköliitäntöjen avaimena painettujen piirilevyjen suorituskyky vaikuttaa suoraan autojen turvallisuuteen, luotettavuuteen ja älykkyyteen. Piirilevyn perusmateriaalina pcb-levyllä on keskeinen rooli autojen monimutkaisten ja vaativien työympäristövaatimusten täyttämisessä. Erilaiset yleisesti käytetyt autojen piirilevyt ainutlaatuisine ominaisuuksineen tukevat autojen elektroniikkajärjestelmien vakaata toimintaa.
1, FR-4-levy: laajalti käytetty perusmateriaali
FR-4 on lasikuitukankaalla vahvistettu ja epoksihartsiin perustuva kuparipäällysteinen laminaatti, jota käytetään laajalti autojen piirilevyjen alalla. Sillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja se kestää tärinää ja iskuja ajoneuvon käytön aikana, mikä varmistaa piirilevyrakenteen eheyden. Sähköisen suorituskyvyn kannalta FR-4:llä on vakaa eristyskyky, joka voi tehokkaasti estää piirien oikosulkuja ja varmistaa vakaan signaalinsiirron.
FR-4-korttia käytetään laajalti joissakin autojen ei-kriittisissä osissa, joilla on suhteellisen vähemmän tiukat vaatimukset lämpötilalle ja sähköiselle suorituskyvylle, kuten tavallisissa sisävalaistuksen ohjauspiireissä ja joissakin yksinkertaisissa anturipiireissä. FR-4-materiaaleihin on tehty myös monia parannuksia autoteollisuuden korkeampien luotettavuusvaatimusten täyttämiseksi. Esimerkiksi lasittumislämpötilaa nostamalla voidaan parantaa sen mittapysyvyyttä korkeissa lämpötiloissa. Tavallisen FR-4:n Tg-arvo on yleensä välillä 130-140 astetta, kun taas autoteollisuuden FR-4-materiaalin Tg-arvo voidaan nostaa 150 asteeseen tai jopa yli 170 asteeseen, jolloin se toimii paremmin korkean lämpötilan alueilla, kuten moottoritiloissa, välttäen tehokkaasti ongelmia, kuten levyn muodonmuutoksia ja korkeiden lämpötilojen aiheuttamia piirivikoja.
2, Korkean Tg:n materiaalit: tärkein voima korkeiden lämpötilojen-haasteisiin vastaamisessa
Moottoritilan ja muiden auton osien lämpötila voi nousta jopa 150 asteeseen tai jopa korkeampaankin. Näissä korkeissa{2}}lämpötiloissa materiaaleista, joilla on korkea Tg-arvo, tulee ensisijainen valinta autojen painetuille piirilevyille. Aiemmin mainitun korkean TgFR-4-materiaalin lisäksi polyimidimateriaalit ovat myös erittäin suosittuja autoteollisuudessa, koska ne kestävät korkeita lämpötiloja. PI-materiaalien Tg-arvo on yleensä yli 250 astetta ja jotkut jopa yli 300 astetta, mikä voi säilyttää vakaat fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet äärimmäisen korkeissa lämpötiloissa.
PI-materiaalista valmistetulla piirilevyllä ei ole vain korkean lämpötilan kestävyys, vaan myös erinomainen kemiallinen korroosionkestävyys ja alhainen dielektrisyysvakio. Alhainen dielektrisyysvakio johtaa pienempään signaalihäviöön ja nopeampaan nopeuteen lähetyksen aikana, mikä on ratkaisevan tärkeää autojen{1}}nopeille tiedonsiirtosovelluksille, kuten ajoneuvojen viestintäjärjestelmille ja autonomisen ajotunnistimen tiedonsiirrolle. Uusien energiaajoneuvojen akunhallintajärjestelmässä akun lataus- ja purkuprosessin aikana syntyvän suuren lämpömäärän, korkean ympäristön lämpötilan ja BMS:n signaalinsiirron tarkkuuden ja stabiilisuuden erittäin korkeiden vaatimusten vuoksi PI-materiaalipiirilevy pystyy täyttämään nämä tarpeet hyvin varmistaen akun hallintajärjestelmän tarkan seurannan ja akun tilan hallinnan sekä akun turvallisen ja tehokkaan toiminnan.
3, metallisubstraatti: avain tehokkaaseen lämmönpoistoon
Ajoneuvojen elektronisten laitteiden tehon jatkuvan kasvun myötä lämmön haihtumiseen liittyvät ongelmat ovat yhä näkyvämpiä. Metallisubstraatteja, erityisesti alumiinisubstraatteja, käytetään laajalti esimerkiksi autojen LED-valaistuksessa ja tehoelektroniikkamoduuleissa niiden erinomaisen lämmönpoistokyvyn ansiosta. Alumiinisubstraatti koostuu metallipohjakerroksesta, eristekerroksesta ja johtavasta kerroksesta. Metallipohjakerros (yleensä alumiini) voi johtaa nopeasti lämmön pois, kun taas eristekerros varmistaa sähköeristyksen piirin ja metallialustan välillä. Johtavaa kerrosta käytetään piirin kuljettamiseen.
Auton LED-ajovaloissa LED-siru tuottaa suuren määrän lämpöä valopäästöprosessin aikana. Jos se ei häviä ajoissa, se aiheuttaa LED-sirun lämpötilan nousun, valotehokkuuden heikkenemisen ja käyttöiän lyhenemisen. Alumiinisubstraatista valmistettu LED-piirilevy voi nopeasti johtaa LED-sirun tuottaman lämmön alumiinisubstraatin metallikerrokseen ja sitten haihduttaa lämpöä ympäröivään ympäristöön auton ajovalon lämmönpoistorakenteen kautta, mikä varmistaa tehokkaasti LED-ajovalon vakaan toiminnan ja pitkän käyttöiän. Autojen tehoelektroniikkamoduuleissa, kuten moottorin ohjaimissa, inverttereissä jne., nämä komponentit aiheuttavat merkittäviä tehohäviöitä käytön aikana ja vaativat myös tehokkaita lämmönpoistotoimenpiteitä. Alumiinisubstraattipiirilevy voi täyttää lämmönpoistovaatimukset, ja sillä on myös tietty mekaaninen lujuus sopeutuakseen autojen monimutkaiseen tärinäympäristöön.
4, Korkeataajuiset materiaalit: täyttävät nopean-viestinnän vaatimukset
Älykkäiden ja verkkoon kytkettyjen autojen kehityksen myötä vaatimukset korkeataajuiselle signaalinsiirrolle{0}}ajoneuvojen viestintäjärjestelmissä ovat yhä korkeammat. Sovelluksissa, kuten 5G-viestintä ja ajoneuvotutka, PCB-levyillä on oltava alhainen dielektrisyysvakio ja alhainen dielektrisyyshäviön tangenttiominaisuudet, jotta heikentyminen ja vääristymät vähenevät signaalin siirron aikana. Korkeataajuisista materiaaleista, kuten polytetrafluorieteeni ja sen komposiittimateriaalit, on siksi tullut ihanteellisia valintoja näihin sovelluksiin.
PTFE-materiaalilla on erittäin alhaiset Dk- ja Df-arvot, mikä varmistaa korkean{0}}nopeuden ja vakaan korkeataajuisten signaalien{1}}lähetyksen PCB-piireissä. Ajoneuvojen millimetriaaltotutkajärjestelmissä, joiden taajuus on vähintään 77 GHz, millimetriaaltotutka havaitsee tietoja, kuten kohteen etäisyyden, nopeuden ja kulman, lähettämällä ja vastaanottamalla korkeataajuisia sähkömagneettisia aaltoja. Tässä vaiheessa PTFE-pohjaisista korkeataajuisista materiaaleista valmistetut painetut piirilevyt voivat lähettää tarkasti korkeataajuisia Ajoneuvon verkkoviestintämoduulissa vaaditaan myös korkeataajuisia painettuja piirilevyjä, jotka tukevat{10}}nopeaa ja vakaata langatonta viestintää, mikä mahdollistaa tehokkaan tiedonvaihdon ajoneuvojen, ajoneuvojen ja infrastruktuurin sekä ajoneuvojen ja ihmisten välillä.
5, jäykkä taipuisa liitoslevymateriaali: tasapainottaa joustavuutta ja vakautta
Auton sisällä jotkin komponentit edellyttävät piirilevyjen tiettyä joustavuutta mukautuakseen monimutkaisiin tilaasetelmiin ja dynaamisiin työympäristöihin. On syntynyt jäykkä flex liitoslevy, joka yhdistää jäykät piirilevyt ja taipuisat piirilevyt tiettyjen prosessien kautta yhdistäen jäykkien levyjen vakauden ja taipuisten levyjen joustavuuden.
Joustava osa käyttää yleensä alustana polyesterikalvoa tai polyimidia, joilla on hyvä joustavuus ja jotka voidaan taivuttaa useita kertoja ilman, että se vaikuttaa sähköiseen suorituskykyyn. Auton kojelaudan liitäntäpiirissä jäykkä taipuisa nivellevy voi saada aikaan joustavan liitoksen kojelaudan ja muiden ajoneuvon korin osien välille, mikä varmistaa vakaan signaalinsiirron ja mukautuu kojelaudan pieniin tärinoihin ja muodonmuutoksiin ajoneuvon ajon aikana. Oven ohjausmoduulissa jäykkä taipuisa liitoslevy voi taipua oven avautuessa ja sulkeutuessa, samalla kun varmistetaan piirikytkennän luotettavuus ja vältetään katkonaisten linjojen aiheuttamat oven ohjaushäiriöt. Jäykkien joustoliitoslevymateriaalien käyttö tarjoaa vahvan tuen autojen sisätilan optimointiin ja elektronisten laitteiden tehokkaaseen järjestelyyn.