Kot nosilec elektronskih komponent in ključ do električnih povezav delovanje tiskanih vezij neposredno vpliva na varnost, zanesljivost in inteligenco avtomobilov. Kot osnovni material PCB, PCB plošča igra ključno vlogo pri izpolnjevanju zapletenih in zahtevnih zahtev delovnega okolja avtomobilov. Različne vrste običajno uporabljenih avtomobilskih tiskanih plošč s svojimi edinstvenimi lastnostmi podpirajo stabilno delovanje avtomobilskih elektronskih sistemov.
1, plošča FR-4: široko uporabljen osnovni material
FR-4 je laminat, prevlečen z bakrom, ojačan s tkanino iz steklenih vlaken in na osnovi epoksi smole, ki se pogosto uporablja na področju avtomobilskih tiskanih vezij. Ima dobre mehanske lastnosti in lahko prenese tresljaje in udarce med delovanjem vozila, kar zagotavlja celovitost strukture vezja. Kar zadeva električno zmogljivost, ima FR-4 stabilno izolacijo, ki lahko učinkovito prepreči kratke stike in zagotovi stabilen prenos signala.
Plošča FR-4 se pogosto uporablja v nekaterih nekritičnih delih avtomobilov, ki imajo relativno manj stroge zahteve glede temperature in električne zmogljivosti, kot so običajna vezja za nadzor notranje osvetlitve in nekatera preprosta vezja senzorjev. Da bi izpolnili višje zahteve glede zanesljivosti v avtomobilski industriji, so bile narejene tudi številne izboljšave materialov FR-4. Na primer, s povečanjem temperature posteklenitve se lahko poveča njegova dimenzijska stabilnost v okoljih z visoko temperaturo. Vrednost Tg običajnega FR-4 je na splošno med 130-140 stopinjami, medtem ko se lahko Tg avtomobilskega materiala FR-4 poveča na 150 stopinj ali celo nad 170 stopinj, kar mu omogoča boljše delovanje v visokotemperaturnih območjih, kot so motorni prostori, in se učinkovito izogne težavam, kot sta deformacija plošče in okvara tokokroga, ki jo povzročajo visoke temperature.
2, Materiali z visoko Tg: glavna sila pri soočanju z visoko{1}}temperaturnimi izzivi
Temperatura v motornem prostoru in drugih delih avtomobila lahko doseže do 150 stopinj ali celo več. V teh -temperaturnih okoljih postanejo materiali z visokimi vrednostmi Tg prednostna izbira za avtomobilska tiskana vezja. Poleg prej omenjenega materiala z visokim TgFR-4 so poliimidni materiali zelo priljubljeni tudi v avtomobilski industriji zaradi svoje vrhunske odpornosti na visoke temperature. Vrednost Tg materialov PI je običajno nad 250 stopinj, nekateri celo presegajo 300 stopinj, kar lahko ohrani stabilne fizikalne in kemijske lastnosti v okoljih z ekstremno visoko temperaturo.
PCB iz materiala PI nima le visoke temperaturne odpornosti, ampak tudi odlično odpornost proti kemični koroziji in nizko dielektrično konstanto. Nizka dielektrična konstanta povzroči manjšo izgubo signala in večjo hitrost med prenosom, kar je ključnega pomena za-aplikacije prenosa podatkov z visoko hitrostjo v avtomobilih, kot so komunikacijski sistemi vozil in prenos podatkov senzorjev za avtonomno vožnjo. V sistemu za upravljanje akumulatorja novih energetskih vozil lahko zaradi velike količine toplote, ki nastane med postopkom polnjenja in praznjenja akumulatorja, visoke temperature okolice in izjemno visokih zahtev za natančnost prenosa signala in stabilnost BMS, PCB iz materiala PI zadosti tem potrebam, saj zagotavlja natančno spremljanje in nadzor statusa akumulatorja s sistemom za upravljanje akumulatorja ter zagotavlja varno in učinkovito delovanje akumulatorja.
3, Kovinska podlaga: ključ do učinkovitega odvajanja toplote
Z nenehnim povečevanjem moči avtomobilskih elektronskih naprav postajajo težave z odvajanjem toplote vse bolj pomembne. Kovinski substrati, zlasti aluminijasti substrati, se pogosto uporabljajo na področjih, kot so avtomobilska LED razsvetljava in napajalni elektronski moduli, zaradi odličnega odvajanja toplote. Aluminijasta podlaga je sestavljena iz kovinske osnovne plasti, izolacijske plasti in prevodne plasti. Kovinska osnovna plast (običajno aluminij) lahko hitro odvaja toploto, medtem ko izolacijska plast zagotavlja električno izolacijo med vezjem in kovinsko podlago. Prevodna plast se uporablja za prenos vezja.
V avtomobilskih LED žarometih LED čip med procesom oddajanja svetlobe proizvaja veliko količino toplote. Če se ne razprši pravočasno, bo povzročilo dvig temperature LED čipa, zmanjšanje svetlobne učinkovitosti in skrajšanje življenjske dobe. LED tiskana vezja iz aluminijastega substrata lahko hitro prenese toploto, ki jo ustvari LED čip, na kovinsko plast aluminijastega substrata in nato odvaja toploto v okolico skozi strukturo za odvajanje toplote avtomobilskega žarometa, kar učinkovito zagotavlja stabilno delovanje in dolgo življenjsko dobo LED žarometov. Pri močnostnih elektronskih modulih v avtomobilih, kot so krmilniki motorjev, inverterji itd., te komponente med delovanjem ustvarjajo znatne izgube moči in zahtevajo tudi učinkovite ukrepe za odvajanje toplote. Tiskana vezja iz aluminijastega substrata lahko izpolnjujejo zahteve glede odvajanja toplote in imajo tudi določeno mehansko trdnost, da se prilagodijo zapletenemu vibracijskemu okolju avtomobilov.
4, Visokofrekvenčni materiali: izpolnjujejo zahteve za visoko-komunikacijo
Z razvojem inteligentnih in omrežnih avtomobilov postajajo zahteve za-visokofrekvenčni prenos signala v komunikacijskih sistemih vozil vse višje. V aplikacijah, kot sta komunikacija 5G in radar za vozila, morajo imeti tiskane plošče nizko dielektrično konstanto in nizke karakteristike tangente dielektrične izgube, da zmanjšajo slabljenje in popačenje med prenosom signala. Visokofrekvenčni materiali, kot so politetrafluoretilen in njegovi kompozitni materiali, so zato postali idealna izbira za te aplikacije.
PTFE material ima izredno nizke vrednosti Dk in Df, kar zagotavlja visoko-hitrost in stabilen prenos visokofrekvenčnih-signalov v tiskanih vezjih. V radarskih sistemih z milimetrskimi valovi s frekvenco 77 GHz ali več v vozilih radar z milimetrskimi valovi zazna informacije, kot so razdalja, hitrost in kot ciljnih predmetov, tako da oddaja in sprejema visokofrekvenčne-elektromagnetne valove. Na tej točki lahko tiskana vezja iz visokofrekvenčnih-materialov na osnovi PTFE natančno oddajajo visoko-frekvenčne radarske signale, kar zagotavlja visoko ločljivost in natančnost zaznavanja radarskega sistema ter zanesljive podatke o zaznavanju okolja za avtonomno vožnjo. V komunikacijskem modulu za omrežno povezovanje vozil so prav tako potrebna-visokofrekvenčna tiskana vezja za podporo visoko{10}}hitre in stabilne brezžične komunikacije, s čimer se doseže učinkovita izmenjava podatkov med vozili, vozili in infrastrukturo ter vozili in ljudmi.
5, Togi flex spojni ploščni material: uravnoteženje prožnosti in stabilnosti
V notranjosti avtomobila nekatere komponente zahtevajo, da imajo tiskana vezja določeno stopnjo prilagodljivosti za prilagajanje zapletenim prostorskim postavitvam in dinamičnim delovnim okoljem. Pojavila se je toga flex spojna plošča, ki združuje toga vezja in upogljiva vezja s posebnimi postopki, pri čemer združuje stabilnost togih plošč s prilagodljivostjo upogljivih plošč.
Fleksibilni del običajno uporablja poliestrski film ali poliimid kot substrat, ki imata dobro fleksibilnost in se lahko večkrat upogneta, ne da bi to vplivalo na električno delovanje. V povezovalnem vezju armaturne plošče avtomobila lahko toga fleksibilna spojna plošča doseže fleksibilno povezavo med armaturno ploščo in drugimi deli karoserije vozila, kar zagotavlja stabilen prenos signala in se prilagaja majhnim tresljajem in deformacijam armaturne plošče med vožnjo vozila. V modulu za krmiljenje vrat se lahko togo fleksibilna spojna plošča upogne z odpiranjem in zapiranjem vrat, hkrati pa zagotavlja zanesljivost povezave tokokroga in preprečuje okvare krmiljenja vrat, ki jih povzročajo pretrgane linije. Uporaba togih fleksibilnih materialov plošč zagotavlja močno podporo za optimizacijo notranjega prostora avtomobilov in učinkovito razporeditev elektronskih naprav.