Poprzeczkę dla komponentów elektronicznych w zastosowaniach motoryzacyjnych wyznaczają konsekwencje awarii, a nie arkusze kalkulacyjne kosztów. Kiedy elastyczny obwód steruje czujnikiem położenia siedzenia lub łączy moduł kamery z procesorem-wspomagającym kierowcę, różnica między drobną awarią elementu a awarią-krytyczną dla bezpieczeństwa jest wyraźna. Normy IATF 16949 i AEC-Q100 definiują ramy zarządzania jakością i kwalifikacji komponentów, ale w przypadku samej płytki podstawową specyfikacją techniczną jest IPC/JPCA-6202 klasa 3. W CSNT-EMS w Dongguan dostarczaliśmy zespoły samochodowe do modułów kamer ADAS, cyfrowych zestawów wskaźników i komputerów sterujących nadwoziem, a podróż kwalifikacyjna dla każdego zastosowania nauczyła nas czegoś innego na temat rzeczywistych wymagań producentów OEM z branży motoryzacyjnej.
Dlaczego zastosowania motoryzacyjne wymagają klasy 3 zgodnie z IPC/JPCA-6202
Elektronika użytkowa może tolerować wskaźniki śmiertelności noworodków, których producenci samochodów nie zaakceptują. Przemysł motoryzacyjny oczekuje wskaźników awaryjności mierzonych w częściach na milion, a nie w procentach. IPC/JPCA-6202 klasa 3 zapewnia to dzięki węższym tolerancjom nacięcia przewodów, obowiązkowej 100-procentowej kontroli stref elastycznych i wymaganiom dotyczącym rozwarstwiania o zerowej tolerancji.
Tolerancja nacięcia przewodnika dla klasy 3 jest mniejsza lub równa jednej-szerokości ścieżki. W obwodzie poddawanym wibracjom i cyklom termicznym przerwa spełniająca kryteria klasy 2 (mniejsza lub równa szerokości połowy-ścieżki) może przedostać się do obwodu otwartego w ciągu 1000 do 2000 godzin pracy pojazdu.
Cykle termiczne pogłębiają problem. Zespół samochodowy pod maską rejestruje wahania temperatury od minus 40 stopni Celsjusza do plus 125 stopni Celsjusza. IPC/JPCA-6202 nie określa minimalnej liczby cykli do celów kwalifikacji cyklu termicznego; jest to zazwyczaj definiowane przez producenta OEM branży motoryzacyjnej na podstawie docelowej żywotności. Minimalna wytrzymałość na odrywanie klasy 2 wynosząca 0,49 N na mm w przypadku przewodów i 0,34 N na mm w przypadku powłoki wierzchniej jest akceptowalna, ale tylko w połączeniu z kontrolą procesu zapewniającą równomierne laminowanie na całej powierzchni płyty.
Wybór materiałów do zastosowań motoryzacyjnych
Podłoża poliimidowe (PI) dominują w zastosowaniach motoryzacyjnych ze względu na ich właściwości termiczne. Temperatura zeszklenia PI zwykle przekracza 250 stopni Celsjusza, co zapewnia margines w porównaniu z wysokimi temperaturami występującymi w zastosowaniach blisko komory silnika.
Panasonic R-F777 jest powszechnie wybieranym podłożem PI. Nominalna grubość PI wynosząca 50 mikrometrów i miedź o grubości 12 mikrometrów zapewniają elastyczność przy odpowiedniej wytrzymałości dielektrycznej. Wytrzymałość na odrywanie wynosząca 0,525 N na mm przekracza minimum klasy 2 IPC/JPCA-6202 i spełnia wymagania klasy 3.
W przypadku modułów kamer samochodowych i-szybkich łączy danych właściwości dielektryczne podłoża mają takie samo znaczenie jak wytrzymałość mechaniczna. DuPont Pyralux AK z DK 3.4 i Df 0.004 zapewnia kontrolowaną impedancję w elastycznym formacie, jednak przy wyższej cenie o 40 do 60 procent w porównaniu ze standardowym PI.
Wybór powłoki do zastosowań motoryzacyjnych musi uwzględniać opór cieplny. Taiflex FHK0515-bezhalogenowa powłoka pasuje do standardowych profili laminacyjnych, ale jeśli montaż będzie wytrzymywał temperatury przekraczające 150 stopni Celsjusza, może być wymagany-system klejenia wysokotemperaturowego.
Przekrój-motoryzacyjny FPC przedstawiający wielowarstwową-konstrukcję z warstwami ekranującymi
Wykończenie powierzchni dla motoryzacji: ENIG i Hard Gold
ENIG jest standardem w większości zastosowań motoryzacyjnych. Grubość niklu od 3 do 6 mikrometrów i grubość złota od 0,05 do 0,125 mikrometra zapewniają trwałość i lutowność wymaganą w przypadku zespołów, które mogą znajdować się w magazynie przez sześć do dwunastu miesięcy przed montażem pojazdu.
W przypadku złączy samochodowych o wysokich wymaganiach dotyczących cyklu łączeniowego wymagane jest twarde złocenie o grubości minimum 0,5 do 1,0 mikrometra. Dotyczy to płytek ze złączami ZIF lub interfejsami-pinów, które wykonują powtarzające się operacje łączenia-i-rozłączania połączeń przez cały okres użytkowania pojazdu.
OSP na ogół nie nadaje się do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym, ponieważ wykończenie nie wytrzymuje dłuższych-okresów przechowywania w wysokiej temperaturze, powszechnych w łańcuchach dostaw branży motoryzacyjnej.
ENIG a przekrój poprzeczny z twardym złotem-złączy samochodowych
Standardy czystości i zanieczyszczenia jonowego
Elektronika samochodowa boryka się z wyzwaniami związanymi z wilgocią i zanieczyszczeniami, których nie ma w przypadku elektroniki użytkowej. Metoda IPC-TM-650 2.3.28B mierzy zanieczyszczenie jonowe w przeliczeniu na równoważnik chlorku sodu. Limit dla przemysłu motoryzacyjnego wynosi 1,2 mikrograma na centymetr kwadratowy lub mniej.
Jest to ten sam próg zanieczyszczenia, jaki określono dla wyrobów medycznych, odzwierciedlający wysokie oczekiwania w zakresie niezawodności w zastosowaniach motoryzacyjnych. Niektórzy producenci OEM z branży motoryzacyjnej stosują jeszcze bardziej rygorystyczne wewnętrzne limity dla obwodów-krytycznych dla bezpieczeństwa.
Testy elastyczne w branży motoryzacyjnej powinny symulować rzeczywiste warunki pracy. Metoda IPC-TM-650 2.4.9.1 obejmuje dynamiczne testy zginania, ale jeśli konkretne zastosowanie wymaga unikalnego promienia zgięcia lub profilu cyklu zginania, może być konieczne zdefiniowanie niestandardowych sekwencji testów u producenta.
Kwalifikowanie dostawcy FPC z branży motoryzacyjnej
Kwalifikacja samochodowa to proces wieloetapowy-. Najpierw upewnij się, że Twój dostawca posiada certyfikat IATF 16949. Po drugie, poproś o dokumentację PPAP, w tym diagramy przepływu procesów, PFMEA i plany kontroli. Po trzecie, sprawdź, czy dostawca może dostarczyć raporty wymiarowe zgodnie z IPC/JPCA-6202 klasa 3 dla próbek pierwszego artykułu.
Odkryliśmy, że najskuteczniejsze programy motoryzacyjne angażują producenta na etapie projektowania, a nie później. Wczesne zaangażowanie pozwala producentowi zgłosić problemy z materiałem lub tolerancją przed zatwierdzeniem oprzyrządowania, co pozwala uniknąć kosztownych zmian inżynieryjnych po rozpoczęciu produkcji.
