Като носител на електронни компоненти и ключ към електрическите връзки, производителността на печатните платки пряко влияе върху безопасността, надеждността и интелигентността на автомобилите. Като основен материал за печатни платки, печатните платки играят ключова роля в посрещането на сложните и взискателни изисквания за работна среда на автомобилите. Различни видове често използвани автомобилни печатни платки, с техните уникални свойства, поддържат стабилната работа на автомобилните електронни системи.
1, FR-4 дъска: широко използван основен материал
FR-4 е покрит с мед ламинат, подсилен с плат от стъклени влакна и базиран на епоксидна смола, който се използва широко в областта на автомобилните печатни платки. Има добри механични свойства и може да издържи на вибрации и удари по време на работа на автомобила, като гарантира целостта на структурата на платката. По отношение на електрическите характеристики, FR-4 има стабилна изолационна производителност, която може ефективно да предотврати късо съединение и да осигури стабилно предаване на сигнала.
Платката FR-4 се използва широко в някои некритични части на автомобили, които имат сравнително по-малко строги изисквания за температура и електрически характеристики, като обикновени вериги за управление на вътрешното осветление и някои прости сензорни вериги. За да се отговори на по-високите изисквания за надеждност на автомобилната индустрия, бяха направени много подобрения и на материалите FR-4. Например, чрез повишаване на температурата на встъкляване, неговата стабилност на размерите във високотемпературни среди може да бъде подобрена. Стойността на Tg на обикновения FR-4 обикновено е между 130-140 градуса, докато Tg на автомобилния материал FR-4 може да се увеличи до 150 градуса или дори над 170 градуса, което му позволява да работи по-добре в зони с висока температура, като двигателни отделения, ефективно избягвайки проблеми като деформация на плочата и повреда на веригата, причинени от високи температури.
2, Материали с висока Tg: основната сила при справяне с предизвикателствата при висока-температура
Температурата в двигателното отделение и други части на автомобила може да достигне до 150 градуса или дори по-висока. В тези високо-температурни среди материалите с високи стойности на Tg стават предпочитан избор за автомобилни печатни платки. В допълнение към материала с висок TgFR-4, споменат по-рано, полиимидните материали също са силно предпочитани в автомобилната индустрия поради тяхната превъзходна устойчивост на висока температура. Стойността на Tg на PI материалите обикновено е над 250 градуса, а някои дори надвишават 300 градуса, което може да поддържа стабилни физични и химични свойства в среди с екстремни високи температури.
Печатната платка, изработена от PI материал, има не само устойчивост на висока температура, но и отлична устойчивост на химическа корозия и ниска диелектрична константа. Ниската диелектрична константа води до по-ниска загуба на сигнал и по-висока скорост по време на предаване, което е от решаващо значение за високо-приложенията за предаване на данни в автомобили, като например в комуникационни системи на превозни средства и предаване на данни от сензори за автономно шофиране. В системата за управление на батерията на нови енергийни превозни средства, поради голямото количество топлина, генерирано по време на процеса на зареждане и разреждане на батерията, високата околна температура и изключително високите изисквания за точност на предаване на сигнала и стабилност на BMS, печатната платка от PI материал може добре да отговори на тези нужди, осигурявайки точно наблюдение и контрол на състоянието на батерията от системата за управление на батерията и гарантирайки безопасна и ефективна работа на батерията.
3, Метален субстрат: ключът към ефективното разсейване на топлината
С непрекъснатото увеличаване на мощността на автомобилните електронни устройства, проблемите с разсейването на топлината стават все по-важни. Металните субстрати, особено алуминиевите субстрати, се използват широко в области като автомобилно LED осветление и силови електронни модули поради отличното си разсейване на топлината. Алуминиевият субстрат се състои от метален основен слой, изолационен слой и проводящ слой. Металният основен слой (обикновено алуминий) може бързо да отвежда топлината, докато изолационният слой осигурява електрическа изолация между веригата и металния субстрат. Проводимият слой се използва за носене на веригата.
В автомобилните LED фарове LED чипът генерира голямо количество топлина по време на процеса на излъчване на светлина. Ако не се разсее навреме, това ще доведе до повишаване на температурата на LED чипа, намаляване на светлинната ефективност и съкращаване на продължителността на живота. LED печатната платка, изработена от алуминиев субстрат, може бързо да отведе топлината, генерирана от LED чипа, към металния слой на алуминиевия субстрат и след това да разсее топлината в заобикалящата среда чрез структурата за разсейване на топлината на фаровете на автомобила, като ефективно гарантира стабилна работа и дълъг живот на LED фаровете. За силови електронни модули в автомобили, като моторни контролери, инвертори и др., тези компоненти генерират значителни загуби на мощност по време на работа и също така изискват ефективни мерки за разсейване на топлината. Алуминиевата субстратна печатна платка може да отговори на изискванията за разсейване на топлината и също така има определена механична якост, за да се адаптира към сложната вибрационна среда на автомобилите.
4, Високочестотни материали: отговарят на изискванията за високо-скоростна комуникация
С развитието на интелигентни и свързани в мрежа автомобили изискванията за-високочестотно предаване на сигнали в комуникационните системи на превозни средства стават все по-високи. В приложения като 5G комуникация и радари за превозни средства, печатните платки трябва да имат ниска диелектрична константа и ниски характеристики на тангенса на диелектричните загуби, за да намалят затихването и изкривяването по време на предаване на сигнала. Поради това високочестотните материали като политетрафлуоретилен и неговите композитни материали се превърнаха в идеален избор за тези приложения.
PTFE материалът има изключително ниски стойности на Dk и Df, осигурявайки високо-скоростно и стабилно предаване на високо{1}}честотни сигнали в печатни платки. В радарни системи с милиметрови вълни с честота 77GHz или по-висока в превозни средства, радарът с милиметрови вълни открива информация като разстояние, скорост и ъгъл на целевите обекти чрез излъчване и получаване на високо-честотни електромагнитни вълни. В този момент печатните платки, изработени от базирани на PTFE високочестотни-материали, могат точно да предават високо-честотни радарни сигнали, осигурявайки висока разделителна способност и точност на откриване на радарната система и осигурявайки надеждни данни за възприемане на околната среда за автономно шофиране. В мрежовия комуникационен модул на превозното средство се изискват също-печатни платки с високочестотен материал, за да поддържат високо{10}}скоростна и стабилна безжична комуникация, постигайки ефективен обмен на данни между превозни средства, превозни средства и инфраструктура, и превозни средства и хора.
5, Твърд гъвкав материал на плочата: балансираща гъвкавост и стабилност
В автомобила някои компоненти изискват печатни платки да имат известна степен на гъвкавост, за да се адаптират към сложни пространствени оформления и динамични работни среди. Появи се платката с твърдо гъвкаво съединение, която съчетава твърди платки и гъвкави платки чрез специфични процеси, съчетавайки стабилността на твърдите платки с гъвкавостта на гъвкавите платки.
Гъвкавата част обикновено използва полиестерно фолио или полиимид като субстрат, които имат добра гъвкавост и могат да се огъват многократно, без да се засяга електрическото представяне. В свързващата верига на арматурното табло на автомобила твърдата гъвкава плоча може да постигне гъвкава връзка между таблото и други части на каросерията на превозното средство, осигурявайки стабилно предаване на сигнала и адаптиране към малките вибрации и деформации на таблото по време на шофиране на превозното средство. В модула за управление на вратата твърдата гъвкава плоча може да се огъва при отваряне и затваряне на вратата, като същевременно гарантира надеждността на връзката на веригата и избягва повреди в управлението на вратата, причинени от прекъснати линии. Прилагането на твърди материали за гъвкави плочи осигурява силна опора за оптимизиране на вътрешното пространство на автомобилите и ефективно подреждане на електронни устройства.