Kao nosač elektroničkih komponenti i ključ za električne veze, performanse tiskanih ploča izravno utječu na sigurnost, pouzdanost i inteligenciju automobila. Kao osnovni materijal PCB-a, PCB ploča igra ključnu ulogu u ispunjavanju složenih i zahtjevnih zahtjeva radnog okruženja automobila. Različite vrste uobičajeno korištenih automobilskih PCB ploča, sa svojim jedinstvenim svojstvima, podržavaju stabilan rad automobilskih elektroničkih sustava.
1, FR-4 ploča: široko korišten osnovni materijal
FR-4 je laminat presvučen bakrom ojačan tkaninom od staklenih vlakana i baziran na epoksidnoj smoli, koji se naširoko koristi u području automobilskih tiskanih ploča. Ima dobra mehanička svojstva i može izdržati vibracije i udarce tijekom rada vozila, osiguravajući cjelovitost strukture tiskane ploče. Što se tiče električnih performansi, FR-4 ima stabilne performanse izolacije, što može učinkovito spriječiti kratke spojeve u strujnom krugu i osigurati stabilan prijenos signala.
Ploča FR-4 naširoko se koristi u nekim nekritičnim dijelovima automobila koji imaju relativno manje stroge zahtjeve za temperaturu i električne performanse, kao što su obični krugovi upravljanja unutarnjom rasvjetom i neki jednostavni krugovi senzora. Kako bi se zadovoljili zahtjevi veće pouzdanosti automobilske industrije, mnoga su poboljšanja napravljena i na materijalima FR-4. Na primjer, povećanjem temperature staklastog prijelaza može se poboljšati njegova dimenzionalna stabilnost u okruženjima s visokim temperaturama. Vrijednost Tg uobičajenog FR-4 općenito je između 130-140 stupnjeva, dok se Tg materijala FR-4 za automobilsku industriju može povećati na 150 stupnjeva ili čak iznad 170 stupnjeva, što mu omogućuje bolji rad u područjima s visokom temperaturom kao što su odjeljci motora, učinkovito izbjegavajući probleme poput deformacije ploče i kvara strujnog kruga uzrokovanog visokim temperaturama.
2, Materijali visoke Tg: glavna snaga u rješavanju izazova visokih-temperatura
Temperatura u odjeljku motora i drugim dijelovima automobila može doseći i do 150 stupnjeva ili čak više. U ovim visoko{2}}temperaturnim okruženjima, materijali s visokim Tg vrijednostima postaju preferirani izbor za automobilske tiskane ploče. Uz ranije spomenuti materijal s visokim TgFR-4, poliimidni materijali također su vrlo omiljeni u automobilskoj industriji zbog svoje superiorne otpornosti na visoke temperature. Tg vrijednost PI materijala obično je iznad 250 stupnjeva, a neki čak prelaze 300 stupnjeva, što može održati stabilna fizikalna i kemijska svojstva u okruženjima s ekstremno visokim temperaturama.
PCB napravljen od PI materijala ne samo da ima otpornost na visoke temperature, već i izvrsnu otpornost na kemijsku koroziju i nisku dielektričnu konstantu. Niska dielektrična konstanta rezultira manjim gubitkom signala i većom brzinom tijekom prijenosa, što je ključno za-aplikacije prijenosa podataka velike brzine u automobilima, kao što su komunikacijski sustavi vozila i prijenos podataka senzora autonomne vožnje. U sustavu upravljanja baterijama novih energetskih vozila, zbog velike količine topline koja se stvara tijekom procesa punjenja i pražnjenja baterije, visoke temperature okoline i izuzetno visokih zahtjeva za točnost prijenosa signala i stabilnost BMS-a, PCB od PI materijala može dobro zadovoljiti ove potrebe, osiguravajući točan nadzor i kontrolu statusa baterije od strane sustava upravljanja baterijom i jamčeći siguran i učinkovit rad baterije.
3, Metalna podloga: ključ učinkovitog odvođenja topline
Sa stalnim povećanjem snage automobilskih elektroničkih uređaja, problemi s odvođenjem topline postaju sve izraženiji. Metalne podloge, posebno aluminijske podloge, naširoko se koriste u poljima kao što su automobilska LED rasvjeta i energetski elektronički moduli zbog svojih izvrsnih performansi rasipanja topline. Aluminijska podloga sastoji se od metalnog temeljnog sloja, izolacijskog sloja i vodljivog sloja. Metalni temeljni sloj (obično aluminij) može brzo odvesti toplinu, dok izolacijski sloj osigurava električnu izolaciju između kruga i metalne podloge. Vodljivi sloj se koristi za nošenje kruga.
U automobilskim LED prednjim svjetlima, LED čip stvara veliku količinu topline tijekom procesa emitiranja svjetlosti. Ako se ne rasprši na vrijeme, uzrokovat će porast temperature LED čipa, smanjenje svjetlosne učinkovitosti i skraćivanje životnog vijeka. LED PCB napravljen od aluminijske podloge može brzo provesti toplinu koju stvara LED čip do metalnog sloja aluminijske podloge, a zatim raspršiti toplinu u okolno okruženje kroz strukturu raspršivanja topline prednjeg svjetla automobila, učinkovito osiguravajući stabilan rad i dug životni vijek LED prednjeg svjetla. Za energetske elektroničke module u automobilima, kao što su kontroleri motora, pretvarači itd., ove komponente stvaraju značajne gubitke energije tijekom rada i također zahtijevaju učinkovite mjere za odvođenje topline. PCB aluminijske podloge može zadovoljiti zahtjeve za disipaciju topline i također ima određenu mehaničku čvrstoću za prilagodbu složenom vibracijskom okruženju automobila.
4, Visokofrekventni materijali: ispunjavaju zahtjeve -brze komunikacije
S razvojem inteligentnih i umreženih automobila, zahtjevi za-visokofrekventnim prijenosom signala u komunikacijskim sustavima vozila postaju sve veći. U aplikacijama kao što su 5G komunikacija i radar vozila, PCB ploče moraju imati nisku dielektričnu konstantu i niske dielektrične karakteristike tangente gubitka kako bi se smanjilo slabljenje i izobličenje tijekom prijenosa signala. Visokofrekventni materijali poput politetrafluoroetilena i njegovih kompozitnih materijala stoga su postali idealan izbor za ove primjene.
PTFE materijal ima izuzetno niske Dk i Df vrijednosti, osiguravajući veliku-brzinu i stabilan prijenos visoko{1}}frekventnih signala u PCB krugovima. U radarskim sustavima milimetarskih valova s frekvencijom od 77 GHz ili višom u vozilima, radar milimetarskih valova detektira informacije kao što su udaljenost, brzina i kut ciljnih objekata emitiranjem i primanjem elektromagnetskih valova visoke-frekventnosti. U ovom trenutku, tiskane ploče izrađene od visokofrekventnih-materijala na bazi PTFE-a mogu precizno prenositi visoko-frekventne radarske signale, osiguravajući visoku rezoluciju i točnost detekcije radarskog sustava i pružajući pouzdane podatke o percepciji okoline za autonomnu vožnju. U komunikacijskom modulu za umrežavanje vozila također su potrebne visoko-pločice s tiskanim krugovima od visokofrekventnog materijala za podršku-brze i stabilne bežične komunikacije, čime se postiže učinkovita razmjena podataka između vozila, vozila i infrastrukture te vozila i ljudi.
5, Kruti materijal savitljive spojne ploče: balansirajuća fleksibilnost i stabilnost
Unutar automobila, neke komponente zahtijevaju da tiskane ploče imaju određeni stupanj fleksibilnosti kako bi se prilagodile složenim prostornim rasporedima i dinamičnim radnim okruženjima. Pojavila se ploča sa krutim savitljivim spojevima, koja kombinira krute i savitljive ploče putem specifičnih procesa, kombinirajući stabilnost krutih ploča s fleksibilnošću savitljivih ploča.
Fleksibilni dio obično koristi poliesterski film ili poliimid kao podlogu, koji imaju dobru fleksibilnost i mogu se savijati više puta bez utjecaja na električnu izvedbu. U spojnom krugu armaturne ploče automobila, kruta fleksibilna spojna ploča može ostvariti fleksibilnu vezu između armaturne ploče i ostalih dijelova karoserije vozila, osiguravajući stabilan prijenos signala i prilagođavajući se malim vibracijama i deformacijama armaturne ploče tijekom vožnje vozila. U upravljačkom modulu vrata, čvrsta savitljiva spojna ploča može se savijati s otvaranjem i zatvaranjem vrata, istovremeno osiguravajući pouzdanost spoja strujnog kruga i izbjegavajući kvarove kontrole vrata uzrokovane isprekidanim linijama. Primjena krutih materijala savitljivih spojnih ploča pruža snažnu potporu za optimizaciju unutarnjeg prostora automobila i učinkovito raspoređivanje elektroničkih uređaja.