Automotive-PCB

Was sind Automotive-PCBs?

Automotive-PCBs sind Leiterplatten, die speziell für automobil-elektronische Systeme entwickelt und hergestellt werden. Sie sind die zentralen Hardwareträger für verschiedene elektronische Fahrzeuggeräte und müssen den strengen Anforderungen an Umweltbelastungen und Sicherheitsstandards im Automobilbereich genügen.

im Gegensatz zu herkömmlichen Leiterplatten für Consumer-Elektronik zeichnen sie sich durch hohe Zuverlässigkeit, hohe Witterungsbeständigkeit und starke elektromagnetische Verträglichkeit aus.

Kernpositionierung und Anwendungsszenarien

Auto-PCBs umfassen alle elektronischen Systeme in einem Fahrzeug und können nach Funktion wie folgt kategorisiert werden: Antriebssteuerungssystem: Motorsteuergerät (ECU), Getriebesteuerplatine, Batteriemanagementsystem (BMS) PCB,

Motorantriebsplatine; Karosseriesteuerungssystem: Körperelektronikmodul (BCM), Türsteuerplatine, Klimasteuerplatine, Beleuchtungssteuerplatine; Sicherheitssystem: Airbag-Steuerplatine, Antiblockiersystem (ABS) PCB,

Leiterplatte für Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), Leiterplatte für Sensoren des autonomen Fahrens; Unterhaltung und intelligente Systeme im Fahrzeug: Hauptplatine für Zentraldisplay, Leiterplatte für Navigation im Fahrzeug, Leiterplatte für Fahrzeugvernetzungsmodul, Intelligenter Cockpit

Steuerplatine; Hilfssystem: Leiterplatte für Reifendruckkontrollsystem (TPMS), Steuerplatine für Rückfahrkamera, interne Leiterplatte für Ladestation.

Wesentliche technische Anforderungen

Extreme Umweltbeständigkeit

· Temperaturbereich: Muss einen weiten Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 125 °C aushalten, deutlich höher als bei Leiterplatten für Consumer-Elektronik (0 °C bis 70 °C);

· Erschütterungs- und Stoßfestigkeit: Muss den Anforderungen bezüglich kontinuierlicher Vibrationen und Aufprallbelastungen während des Fahrzeugbetriebs genügen; Lötstellen und Leitungen müssen vor Lösen und Bruch geschützt sein;

· Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit: Wasseraufnahmerate <0,1 %, beständig gegen hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit und fettige Umgebungen im Motorraum, verhindert Oxidation oder Kurzschlüsse in Schaltkreisen.

Hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit

· Entflammbarkeitsklasse: Muss die UL94 V-0-Bewertung erfüllen, einige Schlüsselmodule müssen noch strengere Entflammbarkeitsstandards erfüllen;

· Elektrische Stabilität: Isolationswiderstand ≥10¹²Ω, Durchhaltespannung ≥2500 V, um Kurzschlüsse und Leckströme zu verhindern, die zu Fahrzeugstörungen oder Sicherheitsunfällen führen können;

· Lebensdaueranforderungen: Konstruktionslebensdauer ≥15 Jahre oder 200.000 Kilometer, deutlich länger als bei Leiterplatten für Consumer-Elektronik (3–5 Jahre).

Starke elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Das Fahrzeuginnere ist dicht mit elektronischen Systemen bestückt, was zu erheblichen elektromagnetischen Störungen führt. Automotive-Leiterplatten müssen folgende Anforderungen erfüllen:

· Unterdrückung elektromagnetischer Strahlung (EMI): um zu verhindern, dass eigene elektromagnetische Signale andere Module stören;

· Störfestigkeit gegen elektromagnetische Interferenzen (EMS): um Störungen durch externe elektromagnetische Signale abzuwehren und stabile Steuersignale sicherzustellen.

Spezielle Prozessanpassung

· Dicke Kupferausführung: Antriebs-PCBs verwenden oft Kupferstärken von 3 Unzen oder mehr, um die Anforderungen der Hochstromübertragung zu erfüllen;

· Hochfrequenz-Substrat: PCBs für Radarsysteme der autonomen Fahrfunktion erfordern Hochfrequenz-Substrate wie Rogers, um Signalverluste zu reduzieren;

· Bleifreies Verfahren: Erfüllt Umweltstandards wie RoHS und ELV, und einige hochwertige Modelle müssen strengere halogenfreie Anforderungen erfüllen.

Gängige Typen und Basismaterialien

Industriestandards und Zertifizierungen
Automotive-Leiterplatten müssen strenge Zertifizierungen der Automobilindustrie erfüllen, darunter:
IATF 16949: einen Qualitätsmanagementsystem-Standard der Automobilindustrie, der den gesamten Entwurfs- und Produktionsprozess abdeckt;
AEC-Q200: einen Zuverlässigkeitsprüfstandard für passive Bauelemente (Leiterplatten müssen die Prüfungen zum Temperaturwechsel, zur Vibration und zur Feuchtehitze bestehen);
sowie OEM-Zertifizierungen: wie Volkswagen VW 80000 und Toyota TS16949, das sind exklusive Standards von Automobilherstellern, für die vor Lieferbeginn interne Audits erforderlich sind.