Electronique automobile
Electronique automobile
Défis majeurs pour les fournisseurs de services de fabrication électronique automobile ?
Large plage de température de travail
L'environnement de travail de l'automobile est même rude. La plage de température du compartiment moteur est comprise entre -40°C et 150°C. Par conséquent, les puces et les circuits imprimés automobiles doivent respecter cette large plage de températures, tandis que les puces grand public n'ont besoin que d'un environnement de travail de 0 ° CC à 70 ° C. De plus, les véhicules sont vendus dans le monde entier et différentes régions ont souvent des caractéristiques environnementales différentes en matière de températures et d'humidité. Par conséquent, les PCB automobiles doivent pouvoir s'adapter à différents environnements, bien que certains fabricants fabriquent des PCB pour des environnements spécifiques.
Long cycle de vie du produit
La durée de vie de conception d'un produit automobile est plus longue. Le cycle de vie des téléphones portables est de 3 ans, mais pas plus de 5 ans au maximum. En comparaison, la durée de vie nominale des automobiles est généralement d'environ 15 ans ou 200,000 15 kilomètres, bien plus longue que les exigences de durée de vie des produits électroniques grand public. Par conséquent, le cycle de vie d'un produit automobile doit être supérieur à 30 ans, tandis que le cycle d'approvisionnement peut atteindre XNUMX ans.
Haute fiabilité
Le circuit imprimé et les composants montés sur les cartes doivent respecter des normes de haute fiabilité car elles sont liées à la sécurité de fonctionnement et de vie. Généralement, les automobiles sont faites de matériaux solides avec des performances stables et peuvent bien fonctionner dans des environnements difficiles.
S'adapter à un environnement difficile
Le véhicule rencontrera plus de vibrations et de chocs sur la route ; le système électronique du véhicule doit résister à la menace de diverses corrosions chimiques telles que l'acide corrosif, le solvant organique, l'eau salée, etc. Par conséquent, les circuits doivent avoir une certaine capacité anti-corrosion ; le système électronique garantit que les cartes de circuits imprimés automobiles résistent à l'accumulation de saleté pendant des années de fonctionnement est critique. Habituellement, les fabricants de PCBA automobiles utilisent des stratifiés spéciaux pour éviter la saleté sur la carte afin que nous puissions utiliser ce PCBA même dans des environnements poussiéreux.
Demandes de haute sécurité
En plus d'apporter du confort, l'automobile doit garantir la sécurité de l'ensemble du système du véhicule et même le zéro défaut. De plus, avec la popularisation des véhicules électriques, l'importance de la sécurité de l'information devient de plus en plus importante. En tant qu'appareil en ligne en temps réel, la communication entre celui-ci et le réseau, y compris la communication avec le réseau embarqué, nécessite un cryptage des données.
Quelles sont les normes courantes en électronique automobile ?
Si l'on regarde l'histoire de l'industrie automobile, l'électronique automobile est devenue la base de soutien la plus importante pour les systèmes de contrôle automobile, et l'électrification automobile est devenue un symbole de la révolution de l'industrie automobile. L'industrie se développera dans le sens de l'intelligence, des réseaux et de l'électronique profonde. En tant que produit industriel complexe, l'environnement d'utilisation affecte généralement la durabilité et les performances opérationnelles des équipements et unités électroniques. Par conséquent, la fiabilité environnementale des sections électroniques automobiles est devenue l'un des principaux problèmes de fiabilité automobile.
Normes ISO
L'environnement d'application des produits électroniques automobiles comprend électromagnétique, électrique, climatique, mécanique, chimique, etc. À l'heure actuelle, les conditions environnementales standard et les normes de test pour l'électronique automobile formulées par l'ISO comprennent principalement les aspects suivants :
ISO-16750 1: Véhicules routiers – Conditions d'environnement et essais pour les produits électriques et électroniques : généralités
ISO16750-2,: Véhicules routiers – Conditions d'environnement et essais des produits électriques et électroniques : Environnement d'alimentation
ISO16750-3,: Véhicules routiers - Conditions et essais d'environnement pour les produits électriques et électroniques : Environnement mécanique
ISO16750-4,: Véhicules routiers - Conditions d'environnement et essais des produits électriques et électroniques : Environnement climatique
ISO16750-5,: Véhicules routiers - Conditions et essais d'environnement pour les produits électriques et électroniques : Environnement chimique
ISO20653. Niveau de protection des équipements électroniques automobiles contre les corps étrangers, l'eau et le contact
ISO21848. Véhicules routiers - Environnement d'alimentation des équipements électriques et électroniques avec une tension d'alimentation de 42V
Normes de la série AEC
Ces normes sont principalement axées sur les composants utilisés dans la voiture. Dans les années 1990, Chrysler, Ford et General Motors ont créé l'Automotive Electronics Council (AEC) pour établir un ensemble commun de qualifications de pièces et de normes de système de qualité. L'AEC a établi des normes de contrôle de la qualité. La spécification qualifiée AEC-Q-100 pour les tests de contrainte de puce est la première norme d'AEC. L'AEC-Q-100 a été publié en 1994. Étant donné que les trois constructeurs automobiles ci-dessus peuvent adopter simultanément les pièces conformes aux spécifications AEC, cela a favorisé la volonté des fabricants de pièces d'échanger leurs données caractéristiques de produit et mis en œuvre l'universalité des pièces automobiles. La norme AEC est progressivement devenue une spécification de test générale pour les composants électroniques automobiles. Après plus de 10 ans de développement, AEC-Q-100 est devenu une norme commune pour les systèmes électroniques automobiles. Après AEC-Q-100, des spécifications telles que AEC-Q-101 pour les composants discrets et AEC-Q-200 pour les composants passifs ont été formulées, ainsi que des principes directeurs tels que AEC-Q001/Q002/Q003/Q004.
TS16949
TS16949 est la spécification technique de l'industrie automobile internationale. Il est basé sur ISO9001 et a ajouté les spécifications techniques de l'industrie automobile. Cette spécification est conforme à la norme ISO9000:2008, mais se concentre davantage sur la prévention des défauts et la réduction des fluctuations de qualité et des déchets susceptibles de se produire dans la chaîne d'approvisionnement des pièces automobiles. La pertinence et l'applicabilité de la norme ISO/TS16949 sont très claires. Elle ne s'applique qu'aux constructeurs automobiles et à leurs fabricants directs de pièces de rechange. C'est-à-dire que ces fabricants doivent être directement liés à la production d'automobiles et peuvent exercer des activités de transformation et de fabrication. Cette activité permet aux produits d'ajouter de la valeur. Dans le même temps, il existe également des restrictions strictes sur les qualifications des fabricants certifiés. Les unités qui n'ont que des fonctions de support, telles que les centres de conception, les sièges sociaux et les centres de distribution, ou celles qui fabriquent des équipements et des outils pour les constructeurs automobiles ou les fabricants de pièces automobiles ne sont pas certifiées. Cinq principaux organismes de surveillance gèrent la certification ISO/TS16949:2009 au nom de l'IATF, qui utilisent la même approche procédurale pour superviser le fonctionnement et la mise en œuvre de la spécification ISO/TS16949 afin de former une norme et un fonctionnement entièrement uniformes dans le monde entier.
Quels types de PCB sont dans l'électronique automobile ?
Les voitures électriques ont des exigences constantes, indispensables et innovantes. Aujourd'hui, Tesla mène la vague de l'innovation. Mais toute innovation de fabrication et de conception sur les voitures électriques nécessite des applications PCB hautement durables, fiables et robustes. Les exigences en matière de circuits imprimés automobiles hautes performances peuvent résister de manière significative à des conditions de conduite difficiles et peuvent devenir un catalyseur pour les innovations des systèmes de conduite à énergie nouvelle en pleine croissance.
La demande de PCB pour les véhicules électriques provient principalement des équipements liés au groupe motopropulseur - embarqués, systèmes de gestion de batterie (BMS), systèmes de conversion de tension (DC-DC, onduleurs, etc.) et d'autres dispositifs haute et basse tension. De plus, le radar à ondes millimétriques est un dispositif de détection important pour réaliser une conduite intelligente et même une conduite autonome, et il présente des avantages évidents par rapport à d'autres capteurs.
Les circuits imprimés cuivrés haute puissance sont l'une des applications de circuits imprimés les plus utilisées dans l'industrie émergente. Les PCB flexibles, les PCB HDI et les PCB LED sont des applications majeures utilisées sur les convertisseurs de puissance AC/DC, l'audio et la vidéo, les affichages numériques, les systèmes de freinage, la gradation automatique, le contrôle électronique des rétroviseurs, l'éclairage automobile, le système de synchronisation du moteur et le système de diagnostic à distance. Eashub propose les solutions ci-dessous pour le produit automobile :
| Type de PCB | Couches multiples | DEL | Haute fréquence | Aluminium | Cuivre épais | Tg élevée | HDI | Sources | Flex rigide |
| Automobile | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
Notre circuit imprimé automobile
Couches : 8 L Épaisseur : 1.2 mm
Épaisseur de la couche de cuivre : 1 oz
Épaisseur de la couche intérieure en cuivre : 1 oz
Taille min. du trou : 0.15 mm Largeur/espacement min. de la ligne : 3 mil
Finition de surface : Application ENIG : Navigation GPS
Couches : 8 L Épaisseur : 1.6 mm
Épaisseur de la couche de cuivre : 1 oz
Épaisseur de la couche intérieure en cuivre : 1 oz
Taille minimale du trou : 0.25 mm
Largeur de ligne/espace min. : 4 mil
Finition de surface : ENIG
Application : GPS
Couches : 6 L Épaisseur : 1.6 mm
Épaisseur de la couche de cuivre : 1 oz
Épaisseur de la couche intérieure en cuivre : 1 oz
Taille minimale du trou : 0.25 mm
Largeur de ligne/espace min. : 4 mil
Finition de surface : ENIG Application : Divertissement
Capacités d'Eashub en matière d'assemblage d'électronique automobile
Eashub a de nombreuses années d'expérience dans l'industrie automobile. Le partenaire stratégique EMS d'Eashub se classe parmi les 5 premiers du plus grand fournisseur mondial de fabrication sous contrat de produits automobiles. Il a de nombreuses années d'expérience au service de Volkswagen, BOSHI, SAIC Motor, etc., et du groupe Kara, nos parties prenantes de l'usine. C'est également une société EMS leader au Japon, avec une histoire de service automobile Denso et Honda.
Principales qualifications de l'industrie :
L'usine possède les certifications TS16949、, ISO9001、 ISO14001 ANSI/ESD S20.20.
Capacité de traitement complète :
– Placement BGA et Micro BGA
– Assemblages de câbles et faisceaux
– Boîte assemblée
– Programmation CI
– TIC/FCT
– Contrôle aux rayons X
– ZI
Processus spécifique à l'automobile
– Salle blanche de classe 100
– Vague de soudure sélective
– Test haute tension
- Test de vieillissement
- Revêtement enrobant
– Lavage Aqueux
– Tests de fiabilité tiers
Autres conseils sur la fabrication de produits automobiles
Quels facteurs peuvent provoquer une défaillance des PCB dans la production de PCB automobiles, les charges environnementales courantes et l'assemblage des PCB et leurs modes de défaillance possibles sont les suivants :
Modes de défaillance possibles
- Trous traversants métallisés ou fissures de cuivre internes
- Fissures dans la couche de cuivre externe
- Microvia fissures
- Fissures semi-durcies
- Fissure du masque de soudure
Migration électrochimique sur la surface des PCB
- Charge environnementale des PCB
- Cycle de température et stockage
- flexion
- choc
- humidité
- Combinaison de plusieurs charges
- Technologie de laminage
Les facteurs ci-dessus affecteront la fiabilité de la fabrication de circuits imprimés automobiles. Afin de fabriquer des PCB automobiles de haute qualité, laissez-nous comprendre les exigences de performance des PCB automobiles et comment les tester pour garantir une qualité élevée.
Taille compacte et légère
Réduire raisonnablement la taille et le poids de l'automobile peut économiser plus de carburant, d'électricité, d'énergie et améliorer la protection de l'environnement. Par conséquent, la taille de l'automobile devient de plus en plus compacte. En raison de la réduction de la taille globale de l'automobile, le circuit imprimé automobile deviendra inévitablement plus compact et plus léger.
Grande fiabilité
La haute fiabilité du PCB automobile signifie que pendant la durée de vie normale de l'automobile, le PCB peut maintenir de bonnes performances stables face à différents environnements complexes. En d'autres termes, les PCB automobiles doivent être capables de résister à une variété d'interfaces environnementales, y compris la résistance à l'humidité, la résistance à l'eau, la résistance à la chaleur, la résistance à la corrosion, la résistance aux vibrations et la résistance aux interférences électromagnétiques.
La fiabilité des PCB automobiles est étroitement liée à notre sécurité, c'est pourquoi divers tests de fiabilité doivent être passés lors de la fabrication de PCB automobiles. Les circuits imprimés automobiles situés à différents endroits nécessitent différents tests de fiabilité. Les tests courants incluent :
1) Essai de choc thermique
Les PCB automobiles doivent normalement fonctionner dans un environnement à haute température causée par la chaleur externe ou la température élevée de la chaleur auto-générée. Les PCB automobiles doivent résister au choc des changements soudains de chaleur, et nous devons effectuer des tests de choc thermique sur les PCB automobiles.
2) Essai de cycle thermique
Selon les différentes positions de l'automobile, le test de cycle thermique PCB a différents niveaux. Les températures de cycle thermique PCB couramment utilisées sont les suivantes :
Emplacement | Classe | Basse température | Haute température |
À l'intérieur du siège | a | -40 ℃ | 85 ℃ |
Capot de protection moteur | b | -40 ℃ | 125 ℃ |
Engine | c | -40 ℃ | 145 ℃ |
Transmission | d | -40 ℃ | 155 ℃ |
Compartiment moteur | e | -40 ℃ | 165 ℃ |
3) Test d'écart de température et d'humidité
Les changements de température et d'humidité sont l'un des facteurs essentiels à l'origine de la défaillance des PCB automobiles, bien que les constructeurs automobiles aient pris diverses mesures pour résoudre ce problème ; tel que:
- Matériaux optimisés
- Auto-chauffant
Mais l'auto-échauffement n'est souvent utilisé que lorsque l'automobile fonctionne normalement, si l'automobile ne fonctionne pas et a été garée pendant des jours ou des semaines dans un environnement très difficile, comme une marée haute, un environnement hautement corrosif. Ensuite, l'humidité ou les gaz corrosifs peuvent pénétrer à l'intérieur des produits électroniques par le biais de composants de compensation en plastique ou atmosphériques. Ensuite, l'humidité aura également un impact significatif sur la surface et la structure interne du PCB, provoquant sa défaillance. Comprenons donc quelques détails de la défaillance du PCB causée par la température, l'humidité et le biais (THB).
L'image ci-dessous montre la croissance des cristaux conducteurs lors de la condensation des PCB (condensation de l'eau)
Même s'il n'y a pas de condensation, une humidité élevée peut provoquer un court-circuit si aucun matériau strict n'est utilisé. La résistance d'isolation de surface (SIR) peut chuter, entraînant potentiellement une défaillance de l'électronique. La méthode d'EASHUB consiste à bien comprendre les conditions de température et d'humidité à l'intérieur du capot de protection (boîtier en métal ou en plastique) grâce à des simulations et des tests expérimentaux.
D'autre part, EASHUB teste les matériaux utilisés (tels que les PCB, les dispositifs, les flux, les matériaux d'interface thermique ou les revêtements conformes) et conçoit des éléments dans différentes conditions de température et d'humidité selon la méthode de test SIR dans IPC-9202.
EASHUB utilise un modèle de simulation efficace pour prédire l'état réel de l'humidité locale dans l'ECU,
Nous avons déterminé le SIR du matériau et de la conception dans une enceinte fermée dans les conditions les plus difficiles.
S'assurer que les éléments de conception et les matériaux du circuit imprimé sont sûrs et fiables, garantissant ainsi la fiabilité du circuit imprimé automobile tout au long de son cycle de vie.
Le test THB doit tenir compte de la migration CAF du PCB. Le CAF se produit généralement entre des lignes adjacentes ou des couches adjacentes, des vias, entre des vias et des lignes, provoquant une dégradation de l'isolation ou même des courts-circuits. La résistance d'isolement correspondante dépend de la distance entre vias, lignes et couches.
Technologie PCB commune pour la fabrication de PCB automobiles
Substrat haute fréquence
Le système de sécurité de freinage prédictif et le système anti-collision de la voiture sont la première ligne de défense de notre assurance de sécurité. Son système électronique est comme un système de surveillance radar. Le circuit imprimé automobile de cette partie du système électronique est principalement utilisé pour transmettre des signaux hyperfréquences à haute fréquence. Par conséquent, en plus du matériau de substrat PTFE, il est également nécessaire d'utiliser un substrat à faible perte diélectrique. Contrairement aux matériaux FR4, le PTFE ou les matériaux de matrice haute fréquence similaires nécessitent des vitesses de perçage et des avances spéciales pendant le processus de perçage.
Technologie de cuivre épais
Alors que les automobiles se développent vers une taille plus petite et des performances dynamiques plus élevées, les automobiles doivent utiliser des systèmes de transmission de puissance de haute technologie et des systèmes électroniques plus complexes. Les circuits imprimés automobiles ont des performances thermiques plus élevées et peuvent supporter des surtensions plus importantes.
Les circuits imprimés en cuivre épais à double couche sont relativement faciles à fabriquer. Cependant, les PCB multicouches en cuivre épais sont beaucoup plus difficiles à fabriquer en raison de la complexité des processus de gravure d'image de cuivre épais et de remplissage des lacunes épaisses.
Les chemins internes du circuit imprimé multicouche en cuivre épais sont tous en cuivre épais, de sorte que le film photo sec à transfert de motif est également relativement épais et nécessite une résistance à la gravure très élevée. Étant donné que le temps de gravure du motif en cuivre épais devient plus long, l'équipement et la technologie de gravure sont également plus exigeants pour assurer le câblage complet du cuivre épais.
Lorsque nous fabriquons un câblage en cuivre épais externe, la combinaison entre la stratification d'une feuille de cuivre relativement épaisse et la formation d'une couche de cuivre épaisse peut être effectuée en premier, suivie de la gravure des vides de film. De plus, le film sec anti-placage du placage à motifs doit également être relativement épais.
En plus des difficultés ci-dessus, nous rencontrons également les problèmes suivants :
- La différence de surface entre le conducteur interne du circuit imprimé en cuivre épais multicouche et le matériau de substrat isolant est importante.
- La stratification ordinaire de panneaux multicouches ne peut pas être complètement remplie de résine et générera des cavités.
Pour résoudre ce problème, nous devons utiliser autant que possible des préimprégnés minces à haute teneur en résine. Si l'épaisseur de cuivre du routage interne sur certains PCB multicouches n'est pas uniforme, nous pouvons utiliser différents préimprégnés dans les zones présentant de grandes ou petites différences d'épaisseur de cuivre.
Technologie HDI
Le confort et la bonne expérience de la voiture sont également étroitement liés aux systèmes de divertissement et de communication intégrés à la voiture. Les micro-ordinateurs de divertissement intégrés aux automobiles utilisent souvent des PCB HDI.
La technologie PCB HDI comprend le perçage de micro-trous et la galvanoplastie, le positionnement de laminage et d'autres processus. En raison du développement rapide de la technologie automobile, de plus en plus d'applications courantes dans la vie sont intégrées aux systèmes automobiles. Par conséquent, avec l'augmentation des systèmes électroniques automobiles, davantage de PCB seront utilisés pour mieux répondre aux exigences des voitures de haute qualité.
Intégration de composants
Afin de réduire la taille des composants, la densité d'assemblage du PCB doit être augmentée. Les PCB avec des composants intégrés sont largement utilisés non seulement dans les téléphones mobiles mais aussi dans l'électronique automobile.
Selon les différentes méthodes d'intégration de composants, les méthodes de fabrication des PCB intégrés aux composants sont également différentes. Il existe principalement quatre méthodes de fabrication pour les composants de circuits imprimés intégrés utilisés dans les systèmes électroniques automobiles :
- Type de fouille
- Type de stratification
- Type de céramique
- Type de module
Ce qui précède est la technologie d'approvisionnement couramment utilisée dans la fabrication de PCB automobiles, alors comment choisir un fabricant de PCB automobile fiable.
