Vuosien varrella maailmanlaajuinen autoteollisuus on käynyt läpi syvällistä muutosta, ja uusista energiaajoneuvoista on vähitellen tullut markkinoiden valtavirtaa niiden ympäristönsuojelun ja tehokkuuden etujen vuoksi. Tässä muutosprosessissa uusissa energiaajoneuvoissa käytetty piirilevy, joka on keskeinen autoelektroniikan kantaja, on kokenut merkittäviä muutoksia teknologisessa kehityksessään ja sovellustrendeissään.
1, Markkinoiden koko kasvaa edelleen
Uusien energiaajoneuvojen levinneisyysaste kasvaa tasaisesti, joten globaalit autoteollisuuden piirilevymarkkinat osoittavat voimakasta kasvutrendiä. Fortune Business Insightsin mukaan maailmanlaajuisten autoteollisuuden piirilevymarkkinoiden odotetaan nousevan 8,84 miljardiin dollariin vuonna 2022, ja sen ennustetaan nousevan 13,39 miljardiin dollariin vuoteen 2030 mennessä, ja vuotuinen kasvuvauhti on 5,6%. Uusien energiaajoneuvojen nopeasta yleistymisestä on tullut PCB-kysynnän kasvun ydinvoima. Vuoteen 2025 mennessä uusien energiaajoneuvojen globaalien piirilevymarkkinoiden odotetaan kasvavan 30,095 miljardiin yuaniin, ja vuotuinen kasvuvauhti ylittää selvästi perinteisten polttoaineiden ajoneuvojen. Sitä vastoin perinteisten polttoaineiden ajoneuvojen piirilevymarkkinoiden koko on laskeva, ja sen odotetaan laskevan 32,925 miljardiin juaniin vuoteen 2025 mennessä. Tämä osoittaa selvästi, että uusista energiaajoneuvoista on tullut uusi piirilevyteollisuuden kehitystä ohjaava moottori.
2, monipuolisempia ja runsaampia sovellusskenaarioita
Perinteisten polttoaineiden ajoneuvojen piirilevyjä käytetään pääasiassa esimerkiksi tehonsäädössä, autojen viihde- ja turvallisuusjärjestelmissä, kun taas uusiin energiaajoneuvoihin on lisätty akunhallintajärjestelmiä, autolaturit, jännitteenmuuntojärjestelmät, kuten DC-DC-muuntimet, invertterit ja muut keskeiset järjestelmät näiden sovellusten periytymisen perusteella. Esimerkkinä Tesla, sen Model-sarjan ajoneuvojen invertterit ja BMS-järjestelmät käyttävät voimakkaasti piirilevyjä, mikä lisää suuresti yksittäisten ajoneuvojen piirilevyjen arvoa.
Mitä tulee älykkääseen ajoon ja älykkääseen ohjaamoon, edistyneiden ajoavustusjärjestelmän toimintojen jatkuvan yleistymisen myötä autossa olevien antureiden määrä jatkaa kasvuaan, ja mm. millimetriaaltotutkan kaltaisissa laitteissa käytettävien piirilevyjen materiaali- ja prosessivaatimukset kiristyvät. Samaan aikaan suuntaus kohti useita näyttöjä ja suuria-kokoisia älykkäitä ohjaamoita on lisännyt entisestään PCB-käytön kysyntää. Lisäksi akunvaihtotilan soveltaminen uusissa energiaajoneuvoissa on lisännyt merkittävästi piirilevyjen kysyntää keskitetyissä latausasemissa ja akunvaihtoasemien ohjausjärjestelmissä ja asettanut korkeampia vaatimuksia niiden luotettavuudelle ja vakaudelle.
3, Teknologian kehityssuuntaukset
(1) Monikerroksinen ja korkea{1}}tiheys
Vastatakseen kasvavaan kysyntään elektronisten laitteiden integroimiseksi uusiin energiaajoneuvoihin, piirilevyjä kehitetään kohti monikerroksisia ja suuri{0}}tiheyksiä. Monikerroksiset levyt voivat sisältää enemmän elektronisia komponentteja, jotka täyttävät ajoneuvojen laskennalliset suorituskyky- ja vakausvaatimukset. Esimerkiksi keskeisissä järjestelmissä, kuten autojen infotainment-järjestelmissä, tehonsäätöjärjestelmissä ja turvajärjestelmissä, yli 10-kerroksisia monikerroksisia tauluja käytetään yhä enemmän. Monikerroksisten levyjen valmistus vaatii korkean-tarkkuuden laminointi- ja poraustekniikoita, jotta voidaan käsitellä eri materiaalien lämpölaajenemiskertoimien eroista johtuvia kerrosten välisiä jännitysjakaumia sekä ratkaista lisääntyneestä piiritiheydestä johtuvat lämmönhallintahaasteet.
(2) Laaja soveltaminenjäykät flex-painetut piirilevyt
Joustavien ja jäykkien piirilevyjen yhdistelmä vähentää tehokkaasti liittimien ja juotosliitosten määrää, parantaa tuotteiden laatua ja luotettavuutta ja sopeutuu paremmin autojen monimutkaiseen tilajärjestelyyn. Skenaarioissa, kuten keskusohjausjärjestelmissä ja auton infotainment-järjestelmissä, jotka vaativat suurta joustavuutta ja kestävyyttä piirilevyiltä, on käytetty laajasti pehmeiden ja kovien levyjen yhdistelmää. Se voi saavuttaa enemmän toimintoja rajoitetussa tilassa ja parantaa koko ajoneuvon älykkyyttä. Esimerkiksi joidenkin uusien energia-ajoneuvojen anturien ja näyttömoduulien liitännässä pehmeiden ja kovien levyjen yhdistelmä on avainasemassa, mikä optimoi ajoneuvon sisäisiä johdotuksia ja vähentää vikariskiä.
(3) Korkeammat turvallisuus- ja sähköeristysvaatimukset
Uusien energiaajoneuvojen piirilevyjen suunnittelussa turvallisuus ja sähköeristys ovat tärkeitä. Uusien energiaajoneuvojen korkean jännitteen ja suuren virran vuoksi piirilevyjen suunnittelussa on valvottava tiukasti sähkövälystä ja ryömintäetäisyyttä sähköisen suorituskyvyn ja tuoteturvallisuuden varmistamiseksi korkeajänniteympäristöissä. Esimerkiksi IEC60950-standardia noudattaen turvallisuusvaatimukset voidaan täyttää uurteiden avulla, käyttämällä eristemateriaaleja ja kaksipuolista kokoonpanoa. Piirilevymalleissa, joiden kellotaajuudet ylittävät 5 MHz tai signaalin nousuajat alle 5 ns, monikerroksisia korttimalleja käytetään yleisesti signaalisilmukkaalueen ohjaamiseen, signaalin laadun parantamiseen, sähkömagneettisten häiriöiden vähentämiseen ja signaalin vakauden ja luotettavuuden varmistamiseen monimutkaisissa elektronisissa järjestelmissä. BMS:n piirilevyjen suunnittelussa on täytettävä tiukat turvallisuusvaatimukset, kuten akun ylilataus, ylipurkaus ja oikosulkusuojaus akun turvallisuuden varmistamiseksi.
(4) Sopeudu suurjännitteisen pikalatauksen tarpeeseen
Kun 800 V korkeajännite-pikalatauksesta tulee vähitellen yleisin ratkaisu, sähköajoneuvojen latausjännite kasvaa, komponenttien koko kasvaa ja PCB-johdotuksen on kestettävä suurempia virtoja. Ylikuormituksen, ylikuumenemisen tai latausvirran hallitun alenemisen kaltaisten ongelmien välttämiseksi käytetään usein paksua kuparia tai upotettua kupariratkaisua paksujen kuparipiirilevyjen korkean monikerroksisuuden saavuttamiseksi, ja sulautettuja kupari- ja kupariprosesseja otetaan käyttöön lämmönpoistokyvyn parantamiseksi. Tämä asettaa suurempia haasteita painettujen piirilevyjen materiaaliominaisuuksille ja valmistusprosesseille, mikä edellyttää uusien materiaalien ja prosessien kehittämistä, joilla on suurempi virrankantokyky ja parempi lämmönpoistokyky.
(5) Auttaa kevyissä akkujärjestelmissä
FPC:n käyttäminen johtosarjan sijaan tehoakun BMS:n hallinnoimissa akkumoduuleissa voi saavuttaa tehokkaasti kevyitä tavoitteita ja säästää tilaa. FPC:n ominaisuudet ovat ohut, kevyt ja taivutettava, mikä tekee siitä sopivamman akkumoduuleissa, jotka vaativat paljon tilaa ja painoa.