Pomen avtomobilskih elektronskih sistemov v celotnem vozilu se iz dneva v dan povečuje. Od naprednih sistemov za pomoč voznikom (ADAS) do sistemov za zabavo v avtomobilih so elektronske komponente postale nepogrešljiv del sodobnih avtomobilov. Zmogljivost tiskanih vezij kot temeljnega nosilca elektronskih komponent neposredno vpliva na zanesljivost, stabilnost in življenjsko dobo avtomobilskih elektronskih sistemov. Vendar pa je delovno okolje, s katerim se srečujejo avtomobilska elektronska tiskana vezja, izjemno težka, vključno z visoko temperaturo, vibracijami, vlago, kemično korozijo itd., kar postavlja izjemno visoke zahteve pri izbiri materialov za tiskana vezja.
1, Izbira materialov za tiskana vezja v avtomobilski industriji
Izbira substrata
Substrat je osrednja komponenta tiskanega vezja in njegovo delovanje neposredno vpliva na toplotno odpornost, mehansko trdnost, električno zmogljivost in okoljsko prilagodljivost tiskanega vezja. Običajno uporabljeni substrati za avtomobilska elektronska tiskana vezja vključujejo naslednje:
Epoksi smola iz steklenih vlaken (FR-4)
FR-4 je trenutno eden izmed široko uporabljenih substratov za tiskana vezja z dobro mehansko trdnostjo in električnimi zmogljivostmi ter nizkimi stroški. Vendar ima FR-4 slabo toplotno odpornost in njegova dolgoročna delovna temperatura običajno ne preseže 130 stopinj C. Zato za avtomobilske elektronske sisteme z višjimi delovnimi temperaturami FR-4 ni boljša izbira.
Poliimid (PI)
Poliimidni substrati imajo odlično toplotno odpornost, kemično odpornost in mehanske lastnosti, z dolgotrajnimi-delovnimi temperaturami, ki dosegajo več kot 260 stopinj C. Poleg tega je dielektrična konstanta poliimidnega substrata razmeroma nizka, zaradi česar je primeren za-hitri prenos signala. Vendar pa visoka cena in težava obdelave poliimidnih substratov omejujejo njihovo uporabo v določenih scenarijih uporabe.
Politetrafluoretilen (PTFE)
Politetrafluoroetilenski substrat ima izredno nizko dielektrično konstanto in dielektrične izgube, zaradi česar je primeren za visoko{0}}frekvenčni prenos signala. Poleg tega ima PTFE substrat dobro toplotno odpornost in kemično stabilnost. Vendar pa imajo PTFE substrati nizko mehansko trdnost in jih je težko obdelati ter se običajno kombinirajo z drugimi ojačevalnimi materiali, kot so steklena vlakna, da se izboljšajo njihove mehanske lastnosti.
Visokotemperaturna epoksidna smola (High Tg FR-4)
Substrati iz epoksidne smole z visoko temperaturo posteklenitve (Tg) so običajna izbira na področju avtomobilske elektronike. Na splošno lahko podlage iz epoksidne smole s Tg nad 170 stopinj C izpolnjujejo zahteve večine avtomobilskih elektronskih sistemov. V primerjavi z običajnimi substrati FR-4 imajo substrati z visoko Tg FR-4 višjo toplotno odpornost in mehansko trdnost, vendar so tudi stroški razmeroma visoki.
2, Izbira pokrivnega materiala
Material pokrivne plasti se uporablja predvsem za zaščito površine tiskanih vezij, preprečevanje mehanskih poškodb in kemične korozije. Za avtomobilska elektronska tiskana vezja je treba pri izbiri materialov pokrovnega sloja upoštevati naslednje dejavnike:
visoka{0}}temperaturna odpornost
Pokrivni material mora biti sposoben ohraniti stabilno delovanje v okoljih z visoko temperaturo, pri čemer mora preprečiti mehčanje, deformacijo ali luščenje pri visokih temperaturah.
Odpornost proti kemični koroziji
Pokrivni material mora imeti odlično kemično odpornost proti koroziji, da prepreči korozijo v vlažnem ali deževnem okolju.
mehanska trdnost
Pokrivni material mora imeti zadostno mehansko trdnost, da prepreči pokanje ali luščenje pod vibracijami ali udarci.
Običajni materiali za pokrivne plasti vključujejo poliimidne premaze, premaze iz akrilnih smol in premaze iz epoksi smol. Poliimidni premazi imajo odlično odpornost na visoke temperature in kemično stabilnost, vendar so njihovi stroški relativno visoki; Prevleka iz akrilne smole ima nižje stroške, vendar slabo odpornost na visoke temperature; Premaz iz epoksidne smole ima dobro celovito delovanje in je primeren za večino avtomobilskih elektronskih aplikacij.
3, Izbira prevodnih materialov
Izbira prevodnih materialov vpliva predvsem na električno zmogljivost in odpornost tiskanih vezij proti koroziji. Običajni prevodni materiali vključujejo bakreno folijo in pozlačevanje z nikljem.
bakreno folijo
Bakrena folija je običajno uporabljen prevodni material v tiskanih vezjih z dobro prevodnostjo in mehanskimi lastnostmi. Vendar pa je bakrena folija dovzetna za kemično korozijo, zlasti v vlažnem okolju. Zato je v avtomobilskih elektronskih tiskanih vezjih bakrena folija običajno potrebna površinska obdelava, kot je neelektrično pozlačenje niklja, brezelektrično pocinkanje itd., da se izboljša njena odpornost proti koroziji.
Nikelj zlata prevleka
Prevleka iz nikljevega zlata ima odlično odpornost proti koroziji in odpornosti proti obrabi, primerna za uporabo v okoljih z visoko vlažnostjo ali kemično jedkimi okolji. Vendar pa so stroški pozlačevanja z nikljem visoki in postopek je zapleten, običajno se uporablja za-avtomobilska elektronska tiskana vezja višjega cenovnega razreda.