PCB automobilistico

Le case automobilistiche e diversi fornitori si sforzano di realizzare PCB automobilistici standard che rendano efficienti tutti i sistemi.

Sai, l'industria automobilistica moderna è dotata di tecnologia avanzata, dai sistemi intelligenti alle auto a guida autonoma.

A questo punto, milioni di domande sui PCB automobilistici potrebbero passarti per la testa.

Bene, non dovresti preoccuparti di questo.

In questa guida imparerai tutto ciò che è interessante sapere sul PCB automobilistico.

Lascia che ti mostri come.

Cos'è il PCB automobilistico?

Iniziamo spiegando il significato di un PCB.

Printed Circuit Boards è una scheda non conduttiva con tutti i componenti elettronici ed elettrici. I componenti elettrici si collegano alla scheda tramite un supporto fisico.

Un circuito stampato automobilistico è un sistema di circuiti complessi che controlla la maggior parte delle operazioni elettroniche in un'auto.

PCB chiavi in ​​mano

Implicando, l'utilizzo di un PCB automobilistico garantisce una guida fluida in un'auto, indipendentemente dalla situazione.

È possibile utilizzare l'auto in luoghi che espongono il PCB automobilistico a sporco, temperatura, umidità e sostanze chimiche estreme.

A causa della complessità del PCB automobilistico, deve essere altamente affidabile e durevole a prezzi molto competitivi.

Rame, laminati ad alta temperatura e alluminio sono alcuni dei componenti che migliorano l'affidabilità del PCB automobilistico.

Adesso…

Perché è importante avere il circuito stampato automobilistico nella tua macchina?

L'applicazione dei sistemi PCB elettrici in un settore automobilistico mira ad aumentare le prestazioni del veicolo. Copre tre aspetti principali che includono:

• Miglioramento ambientale che mira al risparmio di carburante e alla riduzione del gas di coda. Migliora anche la trasformazione del gas combustibile da benzina a potenza pura e potenza ibrida.
• Miglioramenti della sicurezza che mirano a ridurre gli incidenti stradali attraverso l'uso di airbag, monitoraggio radar ed evitamento automatico. Include anche l'uso del monitoraggio a infrarossi, telecamere stereo, guida autonoma, tra gli altri.
• Comfort e convenienza che mira a migliorare la visualizzazione di video, audio, computer, aria condizionata e comunicazione mobile, tra gli altri.

Sistemi PCB nelle automobili

In passato molti veicoli utilizzavano circuiti stampati rigidi standard per automobili. Le auto moderne hanno più di quello che imparerai nel prossimo segmento di questa guida.

Tipi di PCB per l'industria automobilistica

Sai che il PCB è la spina dorsale di quasi tutti i moderni dispositivi elettronici?

Certo, lo è e troverai diversi tipi di PCB automobilistici nella tua auto.

Per lo scopo di questa sezione, ti guideremo attraverso tutti i tipi di PCB automobilistici.

Diamo un'occhiata.

· PCB flessibile per l'industria automobilistica

PCB flessibile è una tecnologia in cui assemblerai componenti elettronici montandoli su un substrato di plastica flessibile.

PCB flessibile

Il substrato di plastica flessibile può essere PEEK, poliimmide o pellicola di poliestere trasparente in grado di condurre elettricità.

Puoi facilmente, torcere, piegare e piegare questo tipo di PCB per adattarlo alle curve.

· PCB rigido per l'industria automobilistica

Il PCB rigido è un tipo di circuito stampato con componenti elettronici su una scheda rigida. Non puoi piegare, torcere o piegare facilmente questo tipo di PCB perché ha un rinforzo FR4.

PCB rigido

Probabilmente puoi trovarne uno dietro i monitor e gli schermi all'interno della tua auto.

· PCB rigido flessibile per l'industria automobilistica

I PCB rigidi flessibili sono circuiti stampati in cui il montaggio dei componenti avviene sia su schede flessibili che rigide.

La maggior parte di essi è costituita da più strati di circuiti flessibili con un collegamento a una scheda rigida internamente o esternamente.

PCB flessibile rigido

Lo troverai in diverse applicazioni nella tua auto come il sistema di illuminazione.

· PCB HDI per l'industria automobilistica

Questo tipo di PCB ha una densità di fili maggiore per unità di area sulla scheda rispetto ad altri tipi. Consiste in un'acquisizione minore e tramite pad, linee e spazi più sottili e un'elevata densità di connessione del pad.

PCB HDI

I vias sono spesso ciechi o sepolti e potresti non vederli bene.

·PCB LED per il settore automobilistico

Il LED PCB è costituito da un chip in grado di produrre luce quando passa una corrente elettrica. Il materiale principale del PCB LED è l'alluminio in quanto è un buon conduttore di calore ed elettricità.

PCB a LED

 È il tipo principale di PCB che troverai nel sistema di illuminazione automobilistico.

·PWB in rame pesante per l'industria automobilistica

Questo PCB ha 3 o più once di rame negli strati esterno ed interno della scheda. Aiuta ad eliminare la complessa configurazione di cablaggio del bus.

PCB in rame pesante

Ciò aumenta la resistenza alle sollecitazioni termiche e la capacità di trasporto di corrente.

Lo trovi nel sistema di sicurezza e segnalazione dell'auto.

· PCB con anima in metallo per l'industria automobilistica

Dipende dal rame o dall'alluminio come nucleo principale con il lato inferiore che funge da dissipatore di calore. Puoi trovarlo nelle applicazioni automobilistiche che producono molto calore.

PCB con anima in metallo

Il nucleo metallico è un buon conduttore di calore eliminandolo così dal sistema.

·PCB a un lato per l'industria automobilistica

Questo tipo di PCB ha tutti i componenti e il materiale conduttivo su un lato del PCB. Semplicemente implicando che troverai il componente da un lato e il materiale conduttivo dall'altro.

PCB unilaterale

 È un circuito stampato semplice e adatto per progetti a bassa densità.

·PWB a doppia faccia per l'industria automobilistica

Conosciuto anche come placcato a doppia faccia o DSPT.

PCB a doppia faccia

Lo troverai nella maggior parte della tecnologia applicativa superiore in un veicolo.

Dipende dai via che consentono tracce di instradamento sempre più ravvicinate che si alternano tra lo strato inferiore e quello superiore. Ti fornirà una maggiore flessibilità per diversi design automobilistici.

· PCB multistrato per l'industria automobilistica

Questo è un circuito stampato con più di 2 strati di schede. Tutti i PCB multistrato hanno almeno più di 3 materiali conduttivi al centro del PCB.

PCB multistrato

Consente inoltre una facile incorporazione e controllo delle caratteristiche di impedenza, con una maggiore flessibilità e densità.

Con tutto ciò in mente, passiamo a un altro aspetto critico del circuito stampato automobilistico.

Caratteristiche dei circuiti stampati per l'industria automobilistica

In effetti, il circuito stampato automobilistico ha numerose caratteristiche che aiutano nel suo funzionamento.

In questa sezione, ti illustreremo alcune delle principali caratteristiche del PCB automobilistico.

Senza ulteriori indugi, scopriamo cosa comportano.

·Adatto per sistemi complessi nell'industria automobilistica

In un'auto, è probabile che tu trovi numerosi sistemi complessi. Questi sistemi complessi devono affrontare numerose sfide come temperature estreme e interferenze esterne.

Il PCB automobilistico presenta caratteristiche speciali in grado di resistere a condizioni così estreme. Ti consente il lusso di utilizzare l'auto con interruzioni minime.

· Può resistere a condizioni di temperatura fluttuanti (estremamente alte e basse)

Nel sistema automobilistico, le temperature sono destinate a fluttuare da alte a basse.

La fluttuazione può essere dannosa per le caratteristiche del PCB automobilistico.

In questo caso, devi utilizzare materiali in grado di resistere a questa fluttuazione. Il PCB automobilistico è dotato di materiali che possono tollerare le fluttuazioni delle condizioni di temperatura.

·Resistente ai prodotti chimici nell'industria automobilistica

Acidi corrosivi, solventi organici, adesivi e basi come l'acqua salata possono rappresentare una sfida importante per i PCB automobilistici.

Per questo motivo, i produttori utilizzano materiali in grado di resistere alla corrosione del PCB automobilistico. Consente al PCB di durare più a lungo e in modo più efficiente con interruzioni minime.

·Alta affidabilità

I materiali che troverai in un PCB automobilistico sono molto resistenti e possono durare più a lungo. Implica che i materiali siano in grado di resistere a condizioni difficili e funzionino anche estremamente bene.

Queste proprietà del circuito stampato automobilistico lo rendono una delle parti più affidabili della tua auto.

·Adattabile a tutti gli ambienti automobilistici

Puoi guidare la tua auto in luoghi diversi che hanno caratteristiche ambientali diverse.

Con questo in mente, i produttori si assicurano di realizzare PCB automobilistici in grado di adattarsi a diversi ambienti.

Alcuni produttori sono spesso specifici nella realizzazione di PCB per condizioni ambientali specifiche.

·Resistente allo sporco

L'accumulo di sporco nel sistema PCB può causare scariche elettriche al sistema. È quindi importante disporre di PCB in grado di resistere all'accumulo di sporco.

I produttori utilizzano laminati speciali che manterranno lo sporco lontano dal circuito elettrico. Ti consentirà di utilizzare l'auto in ambienti polverosi.

Bene, queste caratteristiche possono raddoppiare come i vantaggi del PCB automobilistico.

Ti dà la tranquillità e il comfort che la tua auto è al sicuro indipendentemente dalle condizioni ambientali.

In questo momento, vediamo alcune delle applicazioni del PCB automobilistico.

Applicazioni del PCB automobilistico

Il PCB automobilistico è un sistema che troverai in diverse applicazioni in un'auto.

In effetti, quando si tratta di applicazioni, puoi capire chiaramente perché il PCB è la spina dorsale dei componenti elettronici.

In un'auto, la maggior parte dell'elettronica ha il PCB automobilistico che svolge diverse funzioni.

Questo segmento della guida ti informerà su alcune delle applicazioni che dipendono dal PCB automobilistico.

Diamo uno sguardo.

PCB automobilistico

• Relè di potenza
• Sistemi di sensori per veicoli
• Sistemi GPS
• Moduli di controllo ECL/ECU
• Sistemi antibloccaggio dei freni
• Display digitali
• Sensori di trasmissione
• Radar di bordo
• Stereo e componenti audio
• Convertitori di alimentazione CC/CA
• Sistemi di fasatura del motore e comandi del motore
• Comandi elettronici dello specchio
• Sistemi di illuminazione interna a LED
• Fari a LED
• Rilevatori di occupanti
• Interruttori a levetta
• Strumentazione
• Sistemi di chiusura o chiusura delle porte
• Sistemi di comfort
• Sistemi di infotainment
• Sistemi di assistenza alle emergenze
• Apertura dell'airbag
• Comandi elettronici dello specchio o oscuramento automatico
• Scatola di giunzione di distribuzione dell'energia
• Sistemi diagnostici a distanza

In sostanza, l'intrattenimento, l'illuminazione, la sicurezza e altre caratteristiche chiave della tua auto dipendono dal PCB automobilistico.

Oltre alle applicazioni, c'è di più nel PCB automobilistico che ti interesserà.

Procediamo con le considerazioni di progettazione del circuito stampato automobilistico.

Considerazioni sulla progettazione di PCB automobilistici

Finora, sai già che gli elementi elettronici svolgono un ruolo molto importante nell'industria automobilistica.

Infatti, un veicolo moderno dispone di circa 200 centraline elettroniche come processori e sensori.

Per raggiungere questo obiettivo, i produttori considerano diversi design per il PCB automobilistico.

Qui, ti guideremo attraverso le considerazioni di progettazione dei circuiti stampati per autoveicoli.

 Circuito stampato automobilistico

Immergiti subito.

Requisiti di garanzia della qualità

Da una prospettiva internazionale, la domanda di prodotti di qualità da parte di produttori e distributori dipende dalle normative ISO9001.

Per essere più specifici, il sistema di amministrazione della qualità che governa l'industria automobilistica è il ISO90001 / TS16949.

Integra requisiti speciali e si concentra sulla prevenzione dei difetti, sulla riduzione dei rifiuti e sulla fluttuazione della qualità nella catena di fornitura dell'industria automobilistica.

Come produttore automobilistico, devi ottenere la ISO/TS16949 prima di entrare davvero nel mercato.

Per definire un prodotto in classe 3, è necessario costruirlo secondo i criteri IPC totali. Lo standard IPC di classe III detta standard di qualità per:

• Selezione di laminati
• Spessore della placcatura
• Processo di produzione
• Disposizione di strutture come componenti sul PCB
• Criteri di ispezione
• Qualifiche materiali

Requisito di prestazione di base per il requisito di prestazione

In questo caso, i principali fattori da considerare includono:

Cruscotto elettronico automobilistico

i.Alta affidabilità

L'affidabilità automobilistica si presenta in 2 aspetti principali.

Uno riguarda la lunga vita utile in cui i componenti elettronici e le unità di controllo possono durare.

In media, la vita di servizio di un'automobile varia da 10 a 12 anni. Durante questo periodo, dovrai sostituire le parti vulnerabili suscettibili di danneggiamento.

Un PCB automobilistico dovrebbe essere abbastanza forte da durare per la vita di servizio dell'autoveicolo reale.

L'altro riguarda la resistenza ambientale che consente ai componenti elettronici e al controllo automobilistico di funzionare in modo eccellente in ambienti difficili.

Dovrebbe essere in grado di sopravvivere a temperature estreme di caldo e freddo tra le altre condizioni ambientali.

Per determinare le condizioni del PCB automobilistico, è possibile eseguire una serie di test. Questi includono il test del ciclo termico, il test dello shock termico e il test della distorsione dell'umidità della temperatura.

ii.Miniaturizzazione e leggerezza

Miniaturizzazione e leggerezza sono molto importanti per risparmiare carburante. È possibile ottenere la miniaturizzazione e la leggerezza dei PCB grazie alla densità e alla riduzione dell'area.

Puoi ridurre lo spessore di ogni aspetto e utilizzare anche più livelli.

Disegni e layout PCB automobilistici

Qui esamineremo alcuni dei fattori a cui è necessario prestare molta attenzione.

Questi includono:

Progettazione e layout di PCB automobilistici

i.Orientamento dell'induttore

Ogni volta che due induttori si avvicinano, viene generata induttanza.

È, quindi, importante avere un progetto in cui tutti i progetti in un layout di circuito compatto. Garantirà la riduzione dell'equilibrio di accoppiamento.

Un migliore allineamento dell'induttanza garantirà una distribuzione reciproca in relazione all'allineamento dell'induttanza.

Pertanto, ogni volta che si progetta un circuito stampato per auto, è necessario seguire queste regole:

Innanzitutto, gli spazi tra gli induttori devono essere il più ampi possibile.

In secondo luogo, l'allineamento dell'induttore dovrebbe essere ad angolo retto. Ciò ridurrà o minimizzerà qualsiasi forma di dialogo incrociato tra induttori.

ii. Accoppiamento di piombo

Se si posizionano i cavi uno vicino all'altro, è probabile che influiscano sull'accoppiamento e generino induttanza reciproca.

In questo caso, è necessario posizionare il percorso della corrente di ritorno vicino al percorso della corrente principale in un campo di radiazione minimo. Aiuterà a ridurre l'area del circuito di corrente.

Dovresti considerare il più possibile la messa a terra integrata sotto i cavi. Questo perché la messa a terra dell'area di massa integrata migliorerà le prestazioni del circuito stampato per autoveicoli.

iii.Foro passante di messa a terra

Il problema principale che dovrai risolvere in questo caso risiede nella cattiva impedenza di diversi circuiti. Ciò può derivare da diversi componenti elettronici e interconnessioni.

La capacità del foro passante è spesso tra il rame inferiore e il rame sul bordo del foro passante. Anche la capacità dei fori passanti è fortemente influenzata dal cilindro dei fori passanti in metallo.

Pertanto, dovresti avere il modulo di induttanza per il foro passante in un'area sensibile. La rete di corrispondenza o filtro dovrebbe dipendere da fori passanti indipendenti. Infine, avere rame PCB sottile ridurrà l'effetto dell'induttanza parassita.

iv.Messa a terra e riempimento

Come aspetto importante della progettazione di PCB automobilistici, dovresti ottenere il design giusto. Questo ti aiuterà a evitare problemi con l'impedenza nel circuito.

Quando si progetta la messa a terra e il riempimento, è necessario tenere in considerazione quanto segue.

Innanzitutto, è necessario fornire un'area di messa a terra continua con impedenza molto bassa. In secondo luogo, collegare a terra i terminali del filo di riempimento con l'array a foro passante. Infine, collegare a terra le linee rivestite di rame

Con le considerazioni di progettazione di cui sopra, sei sicuro di avere un PCB automobilistico che funzionerà bene.

Prototipazione PCB automobilistica

Avrai bisogno di un prototipo di circuito stampato automobilistico prima di avere il PCB automobilistico effettivo.

Il prototipo ti guiderà nella realizzazione di un circuito stampato automobilistico valido e completo.

Ti aiuterà anche a sapere se il design PCB automobilistico di cui hai bisogno funzionerà.

Prototipazione PCB per autoveicoli

Alla fine della giornata, risparmierai un sacco di soldi avendo un prototipo prima di assemblare il vero PCB.

Diamo un'occhiata al processo di prototipazione PCB per autoveicoli.

In primo luogo, è necessario disporre di un software di progettazione per facilitare la creazione di un buon prototipo. Il software ha le caratteristiche chiave di cui avrai bisogno per realizzare un buon prototipo.

Un software di progettazione come Eagle ti aiuterà a creare un file Gerber.

Aspetta, cos'è un file Gerber?

Un file Gerber è il progetto digitale che puoi inviare al tuo produttore per assisterti nella costruzione di un prototipo.

·Capire le specifiche del PCB automobilistico di cui avrai bisogno

È necessario specificare le dimensioni, il tipo di materiale, il numero di strati, la finitura della placcatura, lo spessore del pannello e il controllo dell'impedenza.

Oltre a ciò devi includere, spaziatura minima, dimensione dei fori, passo minimo, maschera di saldatura, serigrafia e fori a corona.

·Verifica di eventuali violazioni delle regole di progettazione

In questo caso, devi dare un'occhiata alle regole di progettazione. Con l'assistenza del software di progettazione, sei in grado di realizzare un ottimo prototipo.

Alcuni dei software necessari includono eagle (DRC) per la prototipazione e Free-DFM.

·Generazione dei file Gerber

Con l'aiuto del software, puoi generare una stampa blu del PCB automobilistico di cui hai bisogno.

Dopodiché, devi controllare i tuoi file e assicurarti che tutto sia nell'ordine giusto.

·Documenta la tua pila

Con i file Gerber pronti, è il momento di documentare la tua pila e inviarla al produttore. Assicurati di disporre ed etichettare i livelli di conseguenza.

Il produttore creerà il prototipo e verificherà se funziona correttamente.

PCB per l'assemblaggio dell'industria automobilistica

Con il prototipo PCB in mano, sei libero di passare al processo di assemblaggio.

Prima di procedere, devi assicurarti che il prototipo del PCB funzioni perfettamente.

Diamo un'occhiata ad alcuni dei processi di assemblaggio che devi conoscere.

La realizzazione di un buon circuito stampato automobilistico prevede i seguenti processi:

·Fotoincisione

In questo processo, combinerai una maschera o una fotomaschera con l'incisione chimica. Sottrarrà le aree di rame dal substrato del circuito stampato.

Con l'aiuto di un disegno di un plotter fotografico in combinazione con un programma CAD PCB, puoi creare una maschera fotografica. A parte questo, puoi usare una stampante laser per creare una maschera fotografica.

·Laminazione

In un circuito stampato automobilistico multistrato, è necessario che gli strati siano legati insieme.

Con l'aiuto del processo di laminazione, puoi facilmente unire tutti gli strati insieme. La laminazione coprirà e proteggerà anche i circuiti sensibili dallo sporco e da altri effetti ambientali.

Alla fine di questo processo, sei sicuro di avere un circuito stampato per automobili sicuro.

· Foratura

In un circuito stampato automobilistico multistrato, dovrai collegare uno strato con un altro strato.

Puoi ottenerlo praticando fori o vie attraverso i più strati.

Puoi forare i più strati con l'aiuto di una perforatrice automatica. Dovrai digitare le specifiche dei trapani su un computer e consentirgli di controllare la perforatrice.

· Placcatura a saldare

Successivamente, puoi montare i componenti sui substrati e collegarli con altri strati attraverso i via.

In questo caso salderai le terre e le piazzole dove collegherai i componenti elettronici.

Dal momento che saldare il rame nudo non è facile. Devi placcare la superficie con un materiale che puoi saldare facilmente.

In passato lo stagno era il materiale da utilizzare. In conformità alla RoHS, utilizzerai oro o nichel per la placcatura.

·Test del circuito stampato

Al termine dei suddetti processi di assemblaggio, è possibile testare il PCB automobilistico. Questo di solito accade prima di collegare altri componenti elettrici sulla scheda. Il test del circuito stampato automobilistico può essere effettuato tramite tester a sonda volante e tester per chiodi.

Seguire le regole per realizzare un PCB ti darà un circuito stampato per auto funzionale.

Il futuro del circuito stampato automobilistico è luminoso soprattutto con i progressi della tecnologia.

Scopri di più a riguardo nella prossima sezione di questa guida.

Mercato dei PCB per autoveicoli: qual è il futuro dei PCB per l'industria automobilistica

L'aumento della domanda di componenti elettronici, accessori e funzionalità nel settore automobilistico è elevato.

La domanda, tuttavia, non rimarrà costante a causa di una serie di fattori determinanti.

Tra i motivi ci sono i continui progressi tecnologici.

Il futuro dell'automotie PCB – Foto per gentile concessione: YEAE

In questa sezione, esamineremo il mercato dei PCB automobilistici e il futuro dei PCB nell'industria automobilistica.

Per cominciare, dovresti aspettarti un aumento della domanda di accessori elettronici nel prossimo futuro. Guiderà il mercato dei PCB automobilistici soprattutto durante il periodo di previsione.

Un aumento della produzione sia dei veicoli commerciali che dei veicoli passeggeri guiderà ulteriormente il mercato dei PCB automobilistici.

A parte questo, un aumento della penetrazione dei sistemi radar sarà un fattore che contribuisce all'aumento della domanda.

Nonostante la crescita, dovresti anche aspettarti di vedere alcuni fattori che ostacoleranno la crescita e la domanda di PCB. Alcuni dei fattori che ostacoleranno gli sviluppi includono:

• Crescente preferenza dei consumatori verso la personalizzazione attraverso il portare i propri dispositivi
• Errore di funzionamento dei PCB automobilistici

In generale, la domanda di veicoli di lusso migliorerà la domanda di PCB automobilistici. Man mano che il mondo avanza a un punto più tecnologico, il mercato automobilistico può solo migliorare.

Conclusione

Le informazioni su questa guida hanno risposto ad alcune delle domande che ti infastidiscono?

Beh, credo di sì.

Con queste informazioni puoi facilmente richiedere il tipo di applicazioni di cui hai bisogno nella tua auto. Finché si tratta di un dispositivo elettronico, puoi essere certo che il PCB automobilistico lo gestirà perfettamente.

Non preoccuparti più perché ora sei un guru del PCB automobilistico.