Die Messlatte für elektronische Komponenten in Automobilanwendungen wird durch Fehlerfolgen und nicht durch Kostenkalkulationen bestimmt. Wenn ein flexibler Schaltkreis einen Sitzpositionssensor steuert oder ein Kameramodul mit einem Fahrerassistenzprozessor verbindet, ist der Unterschied zwischen einem geringfügigen Komponentenfehler und einem sicherheitskritischen Fehler erheblich. IATF 16949 und AEC-Q100 definieren die Qualitätsmanagement- und Komponentenqualifizierungsrahmen, aber für die Platine selbst ist IPC/JPCA-6202 Klasse 3 die grundlegende technische Spezifikation. Bei CSNT-EMS in Dongguan haben wir Automobilbaugruppen für ADAS-Kameramodule, digitale Kombiinstrumente und Karosseriekontrollcomputer geliefert, und die Qualifizierungsreise für jede Anwendung hat uns etwas anderes darüber gelehrt, was Automobilhersteller tatsächlich benötigen.
Warum Automobilanwendungen Klasse 3 gemäß IPC/JPCA-6202 erfordern
Unterhaltungselektronik kann Kindersterblichkeitsraten tolerieren, die Automobilhersteller nicht akzeptieren werden. Die Automobilindustrie erwartet Ausfallraten, die in Teilen pro Million und nicht in Prozent gemessen werden. IPC/JPCA-6202 Klasse 3 erreicht dies durch engere Toleranzen für Leiterkerben, eine obligatorische 100-Prozent-Inspektion der Flexzonen und Null-Toleranz-Anforderungen an die Delaminierung.
Die Leiterkerbentoleranz für Klasse 3 beträgt wl kleiner oder gleich einem -Drittel der Leiterbahnbreite. In einem Stromkreis, der Vibrationen und Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, kann sich ein Einschnitt, der die Kriterien der Klasse 2 erfüllt (wl kleiner oder gleich der halben Leiterbahnbreite), innerhalb von 1.000 bis 2.000 Betriebsstunden des Fahrzeugs zu einem offenen Stromkreis ausbreiten.
Temperaturwechsel verschärfen das Problem. Unter der Motorhaube einer Automobilbaugruppe schwanken die Temperaturen zwischen minus 40 Grad Celsius und plus 125 Grad Celsius. IPC/JPCA-6202 legt keine Mindestanzahl an Zyklen für die Qualifizierung bei thermischen Zyklen fest; Dies wird in der Regel vom Automobilhersteller anhand von Lebensdauerzielen definiert. Eine Schälfestigkeit der Klasse 2 von mindestens 0,49 N pro mm für Leiter und 0,34 N pro mm für Deckschicht ist akzeptabel, jedoch nur in Kombination mit einer Prozesskontrolle, die eine gleichmäßige Laminierung über die gesamte Leiterplattenfläche gewährleistet.
Materialauswahl für Automobilanwendungen
Polyimid (PI)-Substrate dominieren aufgrund ihrer thermischen Leistung Automobilanwendungen. Die Glasübergangstemperatur von PI liegt typischerweise über 250 Grad Celsius, was einen Spielraum gegenüber den hohen Temperaturen bietet, die bei Anwendungen in der Nähe des Motorraums auftreten.
Panasonic R-F777 ist ein gängiges PI-Substrat. Seine nominale PI-Dicke von 50 Mikrometern und 12 Mikrometer Kupfer sorgen für Flexibilität bei ausreichender Spannungsfestigkeit. Die Schälfestigkeit von 0,525 N pro mm übertrifft den IPC/JPCA-6202-Mindestwert der Klasse 2 und erfüllt die Anforderungen der Klasse 3.
Für Automobilkameramodule und Hochgeschwindigkeitsdatenverbindungen sind die dielektrischen Eigenschaften des Substrats ebenso wichtig wie die mechanische Festigkeit. DuPont Pyralux AK mit DK 3,4 und Df 0,004 bietet kontrollierte Impedanzleistung in einem flexiblen Format, allerdings zu einem Kostenaufschlag von 40 bis 60 Prozent gegenüber Standard-PI.
Bei der Auswahl der Deckschicht für die Automobilindustrie muss der Wärmewiderstand berücksichtigt werden. Die halogenfreie Taiflex FHK0515-Deckschicht eignet sich für Standard-Laminierprofile. Wenn die Baugruppe jedoch dauerhaft Temperaturen über 150 Grad Celsius ausgesetzt ist, ist möglicherweise ein Hochtemperatur-Klebesystem erforderlich.
Automobil-FPC-Querschnitt-mit mehrschichtigem-Aufbau mit Abschirmschichten
Oberflächenbeschaffenheit für die Automobilindustrie: ENIG und Hartgold
ENIG ist Standard für die meisten Automobilanwendungen. Die Nickeldicke von 3 bis 6 Mikrometern und die Golddicke von 0,05 bis 0,125 Mikrometern sorgen für die Haltbarkeit und Lötbarkeit, die für Baugruppen erforderlich sind, die vor der Fahrzeugmontage sechs bis zwölf Monate im Lager verbleiben können.
Für Kfz-Steckverbinder mit hohen Anforderungen an den Steckzyklus ist eine Hartvergoldung von mindestens 0,5 bis 1,0 Mikrometern vorgeschrieben. Dies gilt für Platinen mit ZIF-Anschlüssen oder Pin{3}}Header-Schnittstellen, die während der Lebensdauer des Fahrzeugs wiederholten Steck--und-Lösungsvorgängen ausgesetzt sind.
OSP ist im Allgemeinen für die Automobilindustrie ungeeignet, da die Lackierung die in Automobillieferketten üblichen langen Lagerzeiten bei hohen Temperaturen nicht übersteht.
ENIG vs. Hartgold-Oberflächenbeschaffenheitsquerschnitt-für Kfz-Steckverbinder
Standards für Sauberkeit und ionische Kontamination
Die Automobilelektronik ist mit Feuchtigkeits- und Verschmutzungsproblemen konfrontiert, die bei der Unterhaltungselektronik nicht der Fall sind. Die IPC-TM-650-Methode 2.3.28B misst die ionische Kontamination als Natriumchloridäquivalent. Der Grenzwert für Automobile liegt bei 1,2 Mikrogramm pro Quadratzentimeter oder weniger.
Dabei handelt es sich um den gleichen Kontaminationsgrenzwert, der für medizinische Geräte festgelegt ist, was die hohen Zuverlässigkeitserwartungen bei Automobilanwendungen widerspiegelt. Einige Automobilhersteller wenden noch strengere interne Grenzwerte für sicherheitskritische Schaltkreise an.
Flextests für die Automobilindustrie sollten tatsächliche Betriebsbedingungen simulieren. Die IPC-TM-650-Methode 2.4.9.1 deckt dynamische Biegetests ab. Wenn Ihre spezifische Anwendung jedoch einen eindeutigen Biegeradius oder ein bestimmtes Biegezyklusprofil umfasst, müssen Sie möglicherweise mit Ihrem Hersteller benutzerdefinierte Testsequenzen definieren.
Qualifizierung Ihres Automobil-FPC-Lieferanten
Die Kfz-Qualifizierung ist ein mehrstufiger Prozess. Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihr Lieferant über die IATF 16949-Zertifizierung verfügt. Zweitens fordern Sie eine PPAP-Dokumentation an, einschließlich Prozessflussdiagrammen, PFMEA und Kontrollplänen. Drittens überprüfen Sie, ob der Lieferant Maßberichte gemäß IPC/JPCA-6202 Klasse 3 für Erstmuster bereitstellen kann.
Wir haben herausgefunden, dass die erfolgreichsten Automobilprogramme den Hersteller bereits in der Designphase einbeziehen, nicht danach. Durch die frühzeitige Einbindung kann der Hersteller Material- oder Toleranzprobleme erkennen, bevor die Werkzeuge festgelegt werden, wodurch kostspielige technische Änderungen nach Produktionsbeginn vermieden werden.
