Автомобильные печатные платы

Что такое автомобильные печатные платы?

Автомобильные печатные платы представляют собой печатные платы, специально разработанные и произведённые для автомобильных электронных систем. Они являются основными аппаратными носителями различных автомобильных электронных устройств и должны соответствовать строгим требованиям

рабочей среды и стандартам безопасности автомобилей. В отличие от обычных печатных плат, используемых в бытовой электронике, их основными характеристиками являются высокая надёжность, устойчивость к воздействию окружающей среды и сильная электромагнитная совместимость.

Основное позиционирование и сценарии применения

Автомобильные печатные платы охватывают все электронные системы транспортного средства и могут быть разделены по функциям следующим образом: Система управления силовой установкой: блок управления двигателем (ECU), плата управления трансмиссией, печатная плата системы управления батареей (BMS),

Плата управления электроприводом двигателя; Система управления кузовом: Модуль управления кузовом (BCM), плата управления дверьми, плата управления кондиционированием воздуха, плата управления освещением; Система безопасности:

Плата управления подушками безопасности, печатная плата антиблокировочной тормозной системы (ABS), печатная плата электронной программы стабилизации (ESP), печатная плата датчиков автономного вождения; Бортовая система развлечений и интеллектуальная система:

Материнская плата центрального экрана управления, печатная плата бортовой навигации, печатная плата модуля сетевого взаимодействия автомобиля, плата управления интеллектуальной кабиной; Вспомогательная система: печатная плата системы контроля давления в шинах (TPMS), плата управления камерой заднего вида, внутренняя печатная плата зарядной станции.

Ключевые технические требования

Высокая устойчивость к экстремальным условиям окружающей среды

· Диапазон температур: Должен выдерживать широкий диапазон рабочих температур от -40 ℃ до 125 ℃, что значительно превышает показатели печатных плат потребительской электроники (от 0 ℃ до 70 ℃);

· Устойчивость к вибрации и ударам: Должен соответствовать требованиям по непрерывной вибрации и ударным нагрузкам в процессе эксплуатации транспортного средства; паяные соединения и цепи должны быть защищены от отслоения и разрушения;

· Влаго- и коррозионная стойкость: Скорость водопоглощения <0,1%, способность выдерживать высокую температуру, высокую влажность и маслянистую среду моторного отсека, предотвращение окисления цепей или коротких замыканий.

Высокая надежность и безопасность

· Показатель огнестойкости: Должен соответствовать классу UL94 V-0, а некоторые ключевые модули должны соответствовать ещё более строгим стандартам огнестойкости;

· Электрическая стабильность: Сопротивление изоляции ≥10¹² Ом, напряжение пробоя ≥2500 В, чтобы предотвратить короткие замыкания и утечки тока, которые могут вызвать неисправности транспортного средства или аварии;

· Требования к сроку службы: Расчётный срок службы ≥15 лет или 200 000 км, что намного дольше, чем у печатных плат потребительской электроники (3–5 лет).

Высокая электромагнитная совместимость (EMC)

Внутреннее пространство автомобиля плотно заполнено электронными системами, что приводит к сильным электромагнитным помехам. Автомобильные печатные платы должны соответствовать следующим требованиям:

· Подавление электромагнитных излучений (EMI): для предотвращения собственных электромагнитных сигналов от влияния на другие модули;

· Устойчивость к электромагнитным помехам (EMS): для защиты от внешних электромагнитных сигналов и обеспечения стабильности управляющих сигналов.

Адаптация специальных технологических процессов

· Конструкция с толстым слоем меди: Печатные платы силовой установки часто используют толщину меди 3 унции или более для выполнения требований передачи высокого тока;

· Высокочастотный диэлектрик: Для печатных плат радаров автономного вождения требуются высокочастотные подложки, такие как Rogers, чтобы уменьшить потери сигнала;

· Бессвинцовый процесс: Соответствие экологическим стандартам, таким как RoHS и ELV; некоторые высококлассные модели должны соответствовать ещё более строгим требованиям по отсутствию галогенов.

Основные типы и исходные материалы

Промышленные стандарты и сертификация
Печатные платы для автомобилей должны соответствовать строгим сертификациям автомобильной промышленности, включая:
IATF 16949: стандарт системы управления качеством в автомобильной промышленности, охватывающий весь процесс проектирования и производства;
AEC-Q200: стандарт испытаний надежности пассивных компонентов (печатные платы должны выдерживать испытания на термоциклы, вибрацию и влажный тепловой режим);
и сертификаты OEM: например, Volkswagen VW 80000 и Toyota TS16949, которые являются эксклюзивными стандартами автопроизводителей и требуют внутреннего аудита перед началом поставок.