汽车对PCB的性能及制作要求VIP免费

尹S貝閱力帮纵讪1:5化未来汽车对PCB的性能及制作要求前言不久的将来，汽车电子的功能及环保要求将发生巨大变化。主要是受到了三大趋势的影响：自动驾驶、互联互通的汽车及不断增加的电动汽车数量。上述趋势将会增加汽车中电子产品的附加值。对于PCB，所采用的技术将要能够应付多个100A的高电流及GHz数量的信息处理。从产品性能的角度来看，远远超过了现在汽车中的PCB功能，需要采用新的理念。图1到图4给出了互联移动性、自动化移动性、动力传动系统和电气化移动性的示意图。图1：汽车电子的三大发展趋势图2：互联移动性示例（来源：Bosch）图3：自动移动性示例（来源：Bosch）图4：动力传动和电气化移动性示例（来源：Bosch）与PCB中信号处理有关的多数技术，都可用于消费类产品行业，但用于汽车行业时，必须针对必要的质量和可靠性要求进行转换。对于电力电子产品，为了使其批量生产以获得更大的市场，有必要开发新的PCB。但截止到目前为止，电力电子产品仅进行了小批量的生产。PCB是这些电子系统的关键部件，考虑到高速要求，PCB不只是设备之间的连接部件。必须特别注意可能会导致短路或开路的PCB失效模式。在一辆由几百伏的电压提供动力的无人驾驶汽车中，必须彻底了解其中的PCB以保证它的可靠运行。图5显示了PCB在生产和产品寿命期间的常见负荷，及其主要的失效模式。图6显示了汽车电子所要求的PCB特性。图5PCB的常见环境负荷和组装负荷及其导致的可能失效模式图6：PCB关键特性示意图汽车对未来电子产品的要求汽车对PCB的特定要求受到了其寿命期间环境负荷如温度、湿度及震动负荷的影响。取决于具体的应用，多样化要求将会增加。一方面，电子PCR环如荷-遍度循环班存・弯曲•震动r镀通孔或内铜层邂2.仪施輙PCB倔装儘荷-•删焊•压合技忒►塑料外壳县全星升战貳外壳的发展超势皓狐了PU内部曲諺冠的IX區►更长运行时间及长期开机檯式的发展趋势夏抵刖温團廖度泯压CTHB）綁由过壬的8000<1谢上升列了规在的►更馳应用及由T更高中流导致兀日热点的发展趋势堆炽了整谀ME战热点处的皑黄登枝温度周阴负荷（lwflC-P5T）产品越来越小，距离致动器（如引擎）越来越近，例如功率电子元件要能经受更高的温度；另一方面，诸如车载电脑之类的电子设备可更好地防止外部应力的作用，由于充电时间及一天24小时不间断服务，需要有更长的使用寿命。图7列出了对PCB及基板的要求。图7：增加了环境负荷要求采用汽车电子专用材料及理念，必须彻底了解原因和相互之间的影响功能需求也是多种多样的。在电动车中使用PCB可能是具有成本效益的解决方案，但PCB必须要能够经受100万小时寿命时间内几百安培的电流,及高达1000伏的电压等汽车环境。为了满足自动驾驶及互联汽车的信号处理要求，汽车的HDI技术还必须向前迈进一大步，才能够使用有几千个I/O和BGA间距〈0.8mm的处理器和存储器。高速要求需要使用新材料，新材料必须应对环境要求，特别是湿度和温度。图8总结了重要的功能要求。►在小体枳的容器中有更高逗彳亍电压的发展新巻►育机皐板上的电力电►屁圃市用（车辆计筲机.雷达）的发展趟势►器件间距小（约0如㈤*I®重赛（约占000）的发展3图8：新型PCB（如电力PCB及高集成逻辑PCB）必须具备的新功能要求汽车环境中的温度及湿度导致的失效模式对于汽车电子产品，长期以来，行业一直重点关注由于温度循环引发的失效，目前已针对这种失效模式优化了材料。但是，湿度和温度也很关键，尽管汽车的很多应用证实了在运行模式下的自加热。在启动前，汽车可能在潮湿的环境中停放数天或数周，湿度可通过塑料或大气补偿组件进入电子产品。湿度对PCB表面及内部结构的影响是问题的主要方面，已对可能的失效模式进行了详细的研究。因此本文将强调由于温度、湿度及偏压（THB）导致的失效。图9显示了在PCB结露（水冷凝）期间导电晶体的生长，这是必须要避免的。迤H护离降fl£”小于图9:PCB表面的失效模式即使没有结露，如果没有仔细选择材料，高湿度也会造成电气短路。表面绝缘电阻（SIR）会下降，可能导致电子产品失效。我们的方法是通过模拟及实验测试彻底了解保护罩（金属或塑料外壳）内的温湿度状况。另一方面，我们会...