La importancia de los sistemas electrónicos automotrices en todo el vehículo aumenta día a día. Desde los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) hasta los sistemas de entretenimiento en el automóvil, los componentes electrónicos se han convertido en una parte indispensable de los automóviles modernos. Como portador fundamental de los componentes electrónicos, el rendimiento de las placas de circuito afecta directamente la confiabilidad, estabilidad y vida útil de los sistemas electrónicos automotrices. Sin embargo, el entorno de trabajo al que se enfrentan las placas de circuitos impresos electrónicos de automóviles es extremadamente duro, incluidas altas temperaturas, vibraciones, humedad, corrosión química, etc., lo que impone exigencias extremadamente altas en la selección de materiales de las placas de circuitos impresos.
1, selección de materiales de placas de circuitos impresos electrónicos automotrices
Selección de sustrato
El sustrato es el componente central de las placas de circuito impreso y su rendimiento afecta directamente la resistencia al calor, la resistencia mecánica, el rendimiento eléctrico y la adaptabilidad ambiental de las placas de circuito impreso. Los sustratos de placas de circuitos impresos electrónicos para automóviles comúnmente utilizados incluyen los siguientes:
Fibra de vidrio de resina epoxi (FR-4)
FR-4 es actualmente uno de los sustratos de placas de circuito impreso más utilizados, con buena resistencia mecánica y rendimiento eléctrico, y bajo costo. Sin embargo, el FR-4 tiene poca resistencia al calor y su temperatura de funcionamiento a largo plazo generalmente no supera los 130 grados C. Por lo tanto, para sistemas electrónicos automotrices con temperaturas de funcionamiento más altas, el FR-4 no es una mejor opción.
Poliimida (PI)
Los sustratos de poliimida tienen una excelente resistencia al calor, resistencia química y propiedades mecánicas, con temperaturas de funcionamiento-a largo plazo que alcanzan más de 260 grados C. Además, la constante dieléctrica del sustrato de poliimida es relativamente baja, lo que lo hace adecuado para la transmisión de señales de alta-velocidad. Sin embargo, el alto costo y la dificultad de procesamiento de los sustratos de poliimida limitan su uso en ciertos escenarios de aplicación.
Politetrafluoroetileno (PTFE)
El sustrato de politetrafluoroetileno tiene una constante dieléctrica y una pérdida dieléctrica extremadamente bajas, lo que lo hace adecuado para la transmisión de señales de alta-frecuencia. Además, el sustrato de PTFE tiene buena resistencia al calor y estabilidad química. Sin embargo, los sustratos de PTFE tienen baja resistencia mecánica y son difíciles de procesar, y normalmente se combinan con otros materiales de refuerzo como fibras de vidrio para mejorar sus propiedades mecánicas.
Resina epoxi de alta temperatura (High Tg FR-4)
Los sustratos de resina epoxi con alta temperatura de transición vítrea (Tg) son una opción común en el campo de la electrónica automotriz. Generalmente, los sustratos de resina epoxi con una Tg superior a 170 grados C pueden cumplir los requisitos de la mayoría de los sistemas electrónicos automotrices. En comparación con el FR-4 ordinario, los sustratos de FR-4 de alta Tg tienen mayor resistencia al calor y resistencia mecánica, pero el costo también es relativamente alto.
2, Selección de material de cobertura.
El material de la capa de cubierta se utiliza principalmente para proteger la superficie de las placas de circuito impreso, prevenir daños mecánicos y corrosión química. Para placas de circuitos impresos electrónicos de automóviles, la selección de materiales de la capa de cubierta debe considerar los siguientes factores:
resistencia a altas-temperaturas
El material de cobertura debe ser capaz de mantener un rendimiento estable en ambientes de alta temperatura, evitando que se ablande, deforme o pele a altas temperaturas.
Rendimiento de resistencia a la corrosión química
El material de cobertura debe tener una excelente resistencia a la corrosión química para evitar la corrosión en ambientes húmedos o lluviosos.
resistencia mecánica
El material de cobertura debe tener suficiente resistencia mecánica para evitar que se agriete o se desprenda debido a vibraciones o impactos.
Los materiales de capa de cobertura comunes incluyen recubrimientos de poliimida, recubrimientos de resina acrílica y recubrimientos de resina epoxi. Los recubrimientos de poliimida tienen una excelente resistencia a altas temperaturas y estabilidad química, pero su costo es relativamente alto; El recubrimiento de resina acrílica tiene un costo menor, pero tiene poca resistencia a las altas temperaturas; El recubrimiento de resina epoxi tiene un buen rendimiento integral y es adecuado para la mayoría de las aplicaciones electrónicas automotrices.
3, selección de materiales conductores.
La selección de materiales conductores afecta principalmente al rendimiento eléctrico y a la resistencia a la corrosión de las placas de circuito impreso. Los materiales conductores comunes incluyen láminas de cobre y revestimiento de níquel-oro.
lámina de cobre
La lámina de cobre es un material conductor comúnmente utilizado en placas de circuito impreso, con buena conductividad y propiedades mecánicas. Sin embargo, la lámina de cobre es susceptible a la corrosión química, especialmente en ambientes húmedos. Por lo tanto, en las placas de circuitos impresos electrónicos de automóviles, la lámina de cobre generalmente necesita un tratamiento de superficie, como niquelado en oro químico, estañado químico, etc., para mejorar su resistencia a la corrosión.
Recubrimiento de níquel-oro
El recubrimiento de níquel-oro tiene una excelente resistencia a la corrosión y al desgaste, adecuado para uso en ambientes de alta humedad o químicamente corrosivos. Sin embargo, el costo del baño de níquel-oro es alto y el proceso es complejo y generalmente se utiliza para placas de circuitos impresos electrónicos automotrices de alta-.