Als drager van elektronische componenten en de sleutel tot elektrische verbindingen hebben de prestaties van printplaten rechtstreeks invloed op de veiligheid, betrouwbaarheid en intelligentie van auto's. Als basismateriaal van pcb speelt printplaat een sleutelrol bij het voldoen aan de complexe en veeleisende werkomgevingseisen van auto's. Verschillende soorten veelgebruikte printplaten in de auto-industrie ondersteunen met hun unieke eigenschappen de stabiele werking van elektronische systemen in de auto-industrie.
1, FR-4-plaat: een veelgebruikt basismateriaal
FR-4 is een met koper bekleed laminaat versterkt met glasvezeldoek en op basis van epoxyhars, dat veel wordt gebruikt op het gebied van auto-pcb's. Het heeft goede mechanische eigenschappen en is bestand tegen trillingen en schokken tijdens het gebruik van het voertuig, waardoor de integriteit van de printplaatstructuur wordt gewaarborgd. In termen van elektrische prestaties heeft FR-4 stabiele isolatieprestaties, die kortsluitingen in het circuit effectief kunnen voorkomen en een stabiele signaaloverdracht kunnen garanderen.
FR-4-plaat wordt veel gebruikt in sommige niet-kritieke onderdelen van auto's die relatief minder strenge eisen stellen aan temperatuur en elektrische prestaties, zoals gewone regelcircuits voor de interieurverlichting en enkele eenvoudige sensorcircuits. Om aan de hogere betrouwbaarheidseisen van de auto-industrie te voldoen, zijn er ook veel verbeteringen aangebracht aan FR-4-materialen. Door bijvoorbeeld de glasovergangstemperatuur te verhogen, kan de dimensionele stabiliteit ervan in omgevingen met hoge temperaturen worden verbeterd. De Tg-waarde van gewone FR-4 ligt over het algemeen tussen 130-140 graden, terwijl de Tg van FR-4-materiaal van autokwaliteit kan worden verhoogd tot 150 graden of zelfs boven 170 graden, waardoor het beter kan werken in gebieden met hoge temperaturen, zoals motorcompartimenten, waardoor problemen zoals plaatvervorming en circuitstoringen veroorzaakt door hoge temperaturen effectief worden vermeden.
2, Materialen met een hoge Tg: de belangrijkste kracht bij het aanpakken van uitdagingen bij hoge- temperaturen
De temperatuur in de motorruimte en andere delen van een auto kan oplopen tot 150 graden of zelfs hoger. In deze omgevingen met hoge- temperaturen worden materialen met hoge Tg-waarden de voorkeurskeuze voor printplaten voor auto's. Naast het eerder genoemde materiaal met hoge TgFR-4, zijn polyimidematerialen ook zeer geliefd in de auto-industrie vanwege hun superieure weerstand tegen hoge temperaturen. De Tg-waarde van PI-materialen ligt gewoonlijk boven de 250 graden, en sommige zelfs boven de 300 graden, waardoor stabiele fysische en chemische eigenschappen kunnen worden gehandhaafd in omgevingen met extreem hoge temperaturen.
De printplaat van PI-materiaal heeft niet alleen een hoge temperatuurbestendigheid, maar ook een uitstekende chemische corrosieweerstand en een lage diëlektrische constante. Een lage diëlektrische constante resulteert in minder signaalverlies en een hogere snelheid tijdens de transmissie, wat cruciaal is voor snelle datatransmissietoepassingen in auto's, zoals in voertuigcommunicatiesystemen en sensordatatransmissie bij autonoom rijden. In het batterijbeheersysteem van nieuwe energievoertuigen kan PI-materiaal pcb, vanwege de grote hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd tijdens het laad- en ontlaadproces van de batterij, de hoge omgevingstemperatuur en de extreem hoge eisen aan de nauwkeurigheid en stabiliteit van de signaaloverdracht van het BMS, goed aan deze behoeften voldoen, waardoor een nauwkeurige monitoring en controle van de batterijstatus door het batterijbeheersysteem wordt gegarandeerd en een veilige en efficiënte werking van de batterij wordt gegarandeerd.
3, Metalen substraat: de sleutel tot efficiënte warmteafvoer
Met de voortdurende toename van het vermogen van elektronische apparaten in de auto-industrie worden problemen met warmteafvoer steeds prominenter. Metalen substraten, vooral aluminiumsubstraten, worden veel gebruikt in gebieden zoals LED-verlichting in de auto-industrie en vermogenselektronische modules vanwege hun uitstekende warmteafvoerprestaties. Aluminiumsubstraat bestaat uit een metalen basislaag, een isolatielaag en een geleidende laag. De metalen basislaag (meestal aluminium) kan warmte snel afvoeren, terwijl de isolatielaag zorgt voor elektrische isolatie tussen het circuit en het metalen substraat. De geleidende laag wordt gebruikt om het circuit te dragen.
In LED-koplampen voor auto's genereert de LED-chip een grote hoeveelheid warmte tijdens het lichtemissieproces. Als het niet op tijd wordt afgevoerd, zal de temperatuur van de LED-chip stijgen, het lichtrendement afnemen en de levensduur verkorten. De LED-printplaat van aluminiumsubstraat kan de door de LED-chip gegenereerde warmte snel naar de metalen laag van het aluminiumsubstraat geleiden en vervolgens de warmte via de warmtedissipatiestructuur van de autokoplamp naar de omgeving afvoeren, waardoor de stabiele werking en lange levensduur van de LED-koplamp effectief wordt gegarandeerd. Bij vermogenselektronicamodules in auto's, zoals motorcontrollers, omvormers enz., genereren deze componenten tijdens bedrijf aanzienlijke vermogensverliezen en vereisen ze ook efficiënte maatregelen voor warmteafvoer. Aluminium substraatprintplaat kan voldoen aan de eisen voor warmteafvoer en heeft ook een bepaalde mechanische sterkte om zich aan te passen aan de complexe trillingsomgeving van auto's.
4, Hoogfrequente materialen: voldoen aan de eisen van hoge-snelheidscommunicatie
Met de ontwikkeling van intelligente en op een netwerk aangesloten auto's worden de eisen voor hoog-signaaloverdracht in voertuigcommunicatiesystemen steeds hoger. In toepassingen zoals 5G-communicatie en voertuigradar moeten printplaten een lage diëlektrische constante en lage diëlektrische verliestangenskarakteristieken hebben om verzwakking en vervorming tijdens signaaloverdracht te verminderen. Hoogfrequente materialen zoals polytetrafluorethyleen en de composietmaterialen zijn daarom ideale keuzes voor deze toepassingen geworden.
PTFE-materiaal heeft extreem lage Dk- en Df-waarden, waardoor een hoge-snelheid en stabiele overdracht van hoog-signalen in printplaatcircuits wordt gegarandeerd. In millimetergolfradarsystemen met een frequentie van 77GHz of hoger in voertuigen detecteert de millimetergolfradar informatie zoals de afstand, snelheid en hoek van doelobjecten door hoogfrequente elektromagnetische golven uit te zenden en te ontvangen. Op dit punt kunnen printplaten gemaakt van op PTFE gebaseerde hoogfrequente materialen nauwkeurig hoogfrequente radarsignalen verzenden, waardoor een hoge resolutie en detectienauwkeurigheid van het radarsysteem wordt gegarandeerd en betrouwbare gegevens over de omgevingsperceptie worden geleverd voor autonoom rijden. In de communicatiemodule voor voertuignetwerken zijn ook printplaten van hoogfrequent materiaal nodig om hoge-snelle en stabiele draadloze communicatie te ondersteunen, waardoor een efficiënte gegevensuitwisseling tussen voertuigen, voertuigen en infrastructuur, en tussen voertuigen en mensen wordt bereikt.
5, Stijf flexgewrichtsplaatmateriaal: balancerende flexibiliteit en stabiliteit
In een auto vereisen sommige componenten dat printplaten een zekere mate van flexibiliteit hebben om zich aan te passen aan complexe ruimtelijke indelingen en dynamische werkomgevingen. Er is een stijve flexverbindingsplaat ontstaan, die stijve printplaten en flexibele printplaten combineert via specifieke processen, waarbij de stabiliteit van stijve platen wordt gecombineerd met de flexibiliteit van flexibele platen.
Het flexibele onderdeel maakt meestal gebruik van polyesterfilm of polyimide als substraat, die een goede flexibiliteit hebben en meerdere keren kunnen worden gebogen zonder de elektrische prestaties te beïnvloeden. In het verbindingscircuit van het autodashboard kan de stijve flexibele verbindingsplaat een flexibele verbinding tot stand brengen tussen het dashboard en andere delen van de voertuigcarrosserie, waardoor een stabiele signaaloverdracht wordt gegarandeerd en zich wordt aangepast aan de kleine trillingen en vervormingen van het dashboard tijdens het rijden met het voertuig. In de deurbedieningsmodule kan de stijve flexibele verbindingsplaat buigen bij het openen en sluiten van de deur, terwijl de betrouwbaarheid van de circuitverbinding wordt gewaarborgd en deurbedieningsfouten als gevolg van onderbroken lijnen worden vermeden. De toepassing van stijve flexverbindingsplaatmaterialen biedt sterke ondersteuning voor het optimaliseren van de binnenruimte van auto's en het efficiënt rangschikken van elektronische apparaten.