車(chē)用電子PCB技術(shù)與研發(fā)方向

電動(dòng)車(chē)使用大量電池模塊蓄能，其控制電路與電池管理電控模塊對(duì)于PCB的安全要求極高。KET

現(xiàn)在，智能汽車(chē)發(fā)展話題持續(xù)火熱，尤其是EV(Electric Vehicle)全電動(dòng)車(chē)掀起綠色運(yùn)輸熱潮后，緊接著刺激如自動(dòng)駕駛、聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)、主動(dòng)及被動(dòng)汽車(chē)安全等電子設(shè)計(jì)需求，不僅新技術(shù)發(fā)展日趨成熟，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需的車(chē)用PCB需求也日益增長(zhǎng)。

電動(dòng)汽車(chē)與智能汽車(chē)，可以說(shuō)是推動(dòng)汽車(chē)電子蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，尤其在環(huán)保與智能方向上面，車(chē)輛的電控功能或組件，多半扮演極重要的角色。在車(chē)內(nèi)外部署的大量傳感器，讓車(chē)輛可以切實(shí)掌握行車(chē)動(dòng)態(tài)與車(chē)輛外圍信息，在擴(kuò)增車(chē)輛的智能或是電動(dòng)功能的同時(shí)，其實(shí)也帶給車(chē)輛朝電子應(yīng)用系統(tǒng)一個(gè)大跨度升級(jí)與擴(kuò)展的絕佳機(jī)會(huì)。

汽車(chē)電控功能增加 車(chē)用PCB用量也同步提升


使用內(nèi)層厚銅技術(shù)(Cu Inlay PCB)電路板，其實(shí)在制作內(nèi)/外層厚銅處理是相當(dāng)不容易的，常規(guī)產(chǎn)品厚度**在105μm左右。KET

眾所周知，為車(chē)輛配置大量電子傳感器、電子功能模塊，這些關(guān)鍵的子系統(tǒng)確實(shí)會(huì)帶起車(chē)用PCB的用量提升，而汽車(chē)畢竟跟常規(guī)電子設(shè)備應(yīng)用情境不同，汽車(chē)可能會(huì)有爬山、涉水，戶外停放、接受高溫長(zhǎng)時(shí)間曝曬、甚至漫漫長(zhǎng)夜的低溫環(huán)境，車(chē)輛運(yùn)輸行駛過(guò)程中面對(duì)的高速與震動(dòng)、碰撞，又必須維持子系統(tǒng)的**運(yùn)行狀態(tài)。這些應(yīng)用面與生產(chǎn)面的嚴(yán)苛要求，也讓車(chē)用PCB在產(chǎn)品質(zhì)量方面需要更高的要求，甚至對(duì)應(yīng)的安全檢測(cè)條件也較一般消費(fèi)性電子的要求高出許多。

尤其是針對(duì)車(chē)輛安全議題發(fā)展的主動(dòng)安全模塊和被動(dòng)安全模塊，甚至是高安全要求的自動(dòng)駕駛模塊，此外安全要求相對(duì)較低的娛樂(lè)系統(tǒng)、環(huán)境投影等車(chē)用電子應(yīng)用，這些系統(tǒng)模塊都須使用PCB串起關(guān)鍵元件集成，還必須連同整車(chē)進(jìn)行繁復(fù)的驗(yàn)證要求，符合各國(guó)的管理驗(yàn)證規(guī)范，相比消費(fèi)性電子的產(chǎn)品驗(yàn)證，車(chē)用PCB的相關(guān)要求只會(huì)更嚴(yán)苛。

智能車(chē)、電動(dòng)車(chē) 刺激車(chē)用PCB用量

中國(guó)大陸及臺(tái)灣地區(qū)在全球印刷電路板的生產(chǎn)制造技術(shù)，應(yīng)是居全球領(lǐng)先的位置，實(shí)際產(chǎn)量會(huì)以消費(fèi)性電子用途載板為主，對(duì)車(chē)用電子領(lǐng)域業(yè)者投入相較消費(fèi)性電子需求仍較少，但隨著智能車(chē)、自動(dòng)駕駛車(chē)、全電動(dòng)車(chē)的市場(chǎng)趨于熱絡(luò)，發(fā)展車(chē)用PCB產(chǎn)品或特定技術(shù)的業(yè)者也會(huì)逐漸增加。

對(duì)PCB來(lái)說(shuō)，基本上就是承載各種電子元件、串接應(yīng)用模塊的載板，是電子元件的支撐平臺(tái)，其中為透過(guò)蝕刻導(dǎo)電電路的金屬薄膜連結(jié)各個(gè)關(guān)鍵電子元件。

對(duì)傳統(tǒng)的PCB來(lái)看，多運(yùn)用印刷方式將預(yù)留線路保留、搭配化學(xué)藥劑蝕刻掉不要的金屬箔而形成電路板所需的導(dǎo)通線路與圖面，也因此被稱(chēng)為印刷電路板，新一代的電子產(chǎn)品在追求小型化設(shè)計(jì)下，電路板設(shè)計(jì)也必須跟著縮小體積面積，因此新一代小型電路板或高密度載板為使用更精密的工序制作，運(yùn)用貼附蝕刻阻劑的型態(tài)印用曝光顯影處理，再進(jìn)行更精細(xì)的線路蝕刻工序。

車(chē)用PCB材料要求與驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)更高

雖說(shuō)一般消費(fèi)性電子使用的電路板、電子元件載板直接用上車(chē)用電子用途，也可以維持正常運(yùn)行，但實(shí)務(wù)卻不能直接替用，因?yàn)槠?chē)電子依子系統(tǒng)的裝設(shè)位置、用途、穩(wěn)定要求不同，對(duì)于電路板的材料、工序等要求就會(huì)有極大的不同。

以用在駕駛信息系統(tǒng)、一般娛樂(lè)用車(chē)載通訊等車(chē)內(nèi)電子設(shè)備，使用高可靠度、信賴(lài)度的1.6mm厚度PCB可在最小的材料與工序調(diào)整下，即可達(dá)到一般車(chē)載電子設(shè)備的使用要求。

另在關(guān)乎用車(chē)安全的車(chē)用影像、引擎動(dòng)力控制單元等，PCB本身就必須增加更多環(huán)境條件驗(yàn)證手段，例如，以冷熱沖擊測(cè)試、高溫高潮濕條件環(huán)境進(jìn)行偏差測(cè)試等，找出可以耐受更高環(huán)境變化的PCB材料，避免電路板的功能因?yàn)槭艿江h(huán)境條件變化，而產(chǎn)生線路故障或是材料變異影響電子元件的正確運(yùn)行。

自動(dòng)駕駛車(chē)、智能車(chē)  需高頻用途電路板

另一個(gè)發(fā)展方向是針對(duì)各種智能車(chē)、電動(dòng)車(chē)需要的無(wú)線傳輸與車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求，在車(chē)用PCB的產(chǎn)制需求，尤其是針對(duì)毫米波雷達(dá)的天線應(yīng)用所需要的高頻率、高頻應(yīng)用頻段所使用的車(chē)用PCB。

針對(duì)車(chē)用PCB的高頻應(yīng)用條件，所關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)除一樣要求產(chǎn)品對(duì)巨幅環(huán)境條件變化的耐受程度外，也對(duì)于傳送損失與特殊基材、復(fù)合結(jié)構(gòu)工序有其更高的要求，但若能在繁復(fù)條件下又必須達(dá)到大量產(chǎn)制的低成本要求就相當(dāng)不容易了。

另針對(duì)安全子系統(tǒng)如煞車(chē)、引擎室內(nèi)各種控制子系統(tǒng)，對(duì)于常年使用的車(chē)用電子電路，在PCB驗(yàn)證除必須扛得過(guò)各種冷熱沖擊測(cè)試、高濕度測(cè)試等，還必須檢視控制焊接剪的裂紋狀態(tài)必須限定在要求條件值范圍，同時(shí)也能確保與維持安裝電子零件能在嚴(yán)苛的運(yùn)行環(huán)境下維持正常穩(wěn)定地接合狀態(tài)。

針對(duì)大功率、高溫  需特規(guī)車(chē)用PCB加持

部分高階或是更嚴(yán)苛應(yīng)用條件，可能會(huì)把車(chē)用PCB的材質(zhì)使用到如陶瓷或是其它特殊基材，但實(shí)際上這類(lèi)特殊基材制成的產(chǎn)品并不便宜，為了降低成本和載板重量，如何讓以有機(jī)材料為基礎(chǔ)的載板也能達(dá)到特殊基材電路板的特性表現(xiàn)，同時(shí)能維持低成本與重量的優(yōu)化就相當(dāng)困難。

在進(jìn)階高階車(chē)用電路板，引用精細(xì)通孔規(guī)格，因應(yīng)如微小下的BGA元件連接與維持較佳使用條件的可能，而為縮小電控模塊體積，車(chē)用PCB采行多層板設(shè)計(jì)也相當(dāng)常見(jiàn)，使用諸如6層板，使用條件并不會(huì)比一般消費(fèi)性電子要求低，**不同是車(chē)用載板的驗(yàn)證與復(fù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)更高。

對(duì)于車(chē)用電子日趨增加的電動(dòng)車(chē)、全電動(dòng)車(chē)產(chǎn)制需求，在電池大電力大功率控制模塊或相關(guān)電子子系統(tǒng)，電路板集成大量功率元件或高發(fā)熱元件的機(jī)會(huì)相當(dāng)高，為了讓PCB本身也能兼具達(dá)到散熱處理效用，這種特殊應(yīng)用的車(chē)用PCB也有不同做法改善整體子系統(tǒng)的散熱效果，例如透過(guò)將銅鑲嵌于PCB內(nèi)層(Cu Inlay PCB)，與傳統(tǒng)PCB本身的復(fù)合材料基板能提供的散熱輔助效用相比優(yōu)化更明顯。

金而特電子成立于2005年，是一家專(zhuān)業(yè)從事消費(fèi)電子類(lèi)、網(wǎng)絡(luò)通訊類(lèi)、汽車(chē)電子類(lèi)等電子產(chǎn)品的PCBA加工和成品組裝，并提供制程技術(shù)研發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、采購(gòu)管理、生產(chǎn)控制、倉(cāng)儲(chǔ)物流等完整一站式電子制造服務(wù)(EMS)企業(yè)。