Laťku elektronických součástek v automobilových aplikacích nastavují důsledky selhání, nikoli tabulky nákladů. Když flexibilní obvod ovládá snímač polohy sedadla nebo propojuje modul kamery s procesorem{1}}pomoci řidiče, je rozdíl mezi drobným selháním součásti a kritickým selháním-pro bezpečnost velký. IATF 16949 a AEC{5}}Q100 definují rámce řízení kvality a kvalifikace komponent, ale pro samotnou desku je základní technickou specifikací IPC/JPCA{10}}6202 Class 3. V CSNT-EMS v Dongguanu jsme dodali automobilové sestavy pro kamerové moduly ADAS, digitální přístrojové desky a počítače pro ovládání karoserie a kvalifikační cesta pro každou aplikaci nás naučila něco jiného o tom, co automobiloví OEM skutečně vyžadují.
Proč automobilové aplikace vyžadují třídu 3 podle IPC/JPCA-6202
Spotřební elektronika může tolerovat kojeneckou úmrtnost, kterou výrobci automobilů nebudou akceptovat. Automobilový průmysl očekává poruchovost měřenou v částech na milion, nikoli v procentech. IPC/JPCA-6202 Class 3 to zajišťuje díky užším tolerancím zářezů vodičů, povinné 100% kontrole ohebných zón a požadavkům na delaminaci s nulovou tolerancí.
Tolerance zářezu vodiče pro třídu 3 je menší nebo rovna jedné-třetině šířky stopy. V obvodu, který prochází vibracemi a tepelnými cykly, se zářez, který splňuje kritéria třídy 2 (wl menší nebo roven jedné-poloviční šířce stopy), může rozšířit do otevřeného obvodu během 1 000 až 2 000 hodin provozu vozidla.
Tepelné cyklování problém ještě zhoršuje. Automobilová sestava pod kapotou zaznamenává výkyvy teplot od minus 40 stupňů Celsia do plus 125 stupňů Celsia. IPC/JPCA-6202 nespecifikuje minimální počet cyklů pro kvalifikaci tepelného cyklování; toto je obvykle definováno automobilovým OEM na základě cílů životnosti. Minimální pevnost v odlupování třídy 2 0,49 N/mm pro vodiče a 0,34 N/mm pro krycí vrstvu jsou přijatelné, ale pouze v kombinaci s řízením procesu, který zajišťuje rovnoměrnou laminaci po celé ploše desky.
Výběr materiálu pro automobilové aplikace
Polyimidové (PI) substráty dominují automobilovým aplikacím kvůli jejich tepelnému výkonu. Teplota skelného přechodu PI typicky přesahuje 250 stupňů Celsia, což poskytuje rezervu proti vysokým teplotám, které se vyskytují v aplikacích v blízkosti motorového prostoru.
Panasonic R-F777 je běžnou volbou substrátu PI. Jeho jmenovitá tloušťka PI 50 mikrometrů a 12 mikrometrů mědi poskytují flexibilitu s odpovídající dielektrickou pevností. Pevnost v odlupování 0,525 N/mm překračuje minimum IPC/JPCA-6202 třídy 2 a splňuje požadavky třídy 3.
U modulů automobilových kamer a vysokorychlostních datových spojů-záleží na dielektrických vlastnostech substrátu stejně jako na mechanické pevnosti. DuPont Pyralux AK s DK 3,4 a Df 0,004 poskytuje výkon s řízenou impedancí ve flexibilním formátu, i když za cenu vyšší o 40 až 60 procent oproti standardnímu PI.
Výběr krycí vrstvy pro automobilový průmysl musí brát v úvahu tepelný odpor. Taiflex FHK0515 bezhalogenová-krycí vrstva zvládá standardní laminovací profily, ale pokud bude sestava vystavena trvalým teplotám nad 150 stupňů Celsia, může být vyžadován vysokoteplotní lepicí systém.
Automobilový průřez FPC-zobrazující více{1}}vrstvou konstrukci se stínícími vrstvami
Povrchová úprava pro automobilový průmysl: ENIG a Hard Gold
ENIG je standardem pro většinu automobilových aplikací. Tloušťka niklu 3 až 6 mikrometrů a tloušťka zlata 0,05 až 0,125 mikrometru poskytují skladovatelnost a pájitelnost požadovanou pro sestavy, které mohou před montáží vozidla sedět na skladě šest až dvanáct měsíců.
Pro automobilové konektory s vysokými požadavky na spojovací cyklus je specifikováno tvrdé zlacení v minimální tloušťce 0,5 až 1,0 mikrometru. To platí pro desky s konektory ZIF nebo rozhraními pin-záhlaví, které po celou dobu životnosti vozidla zaznamenávají opakované operace spojování-a{5}}odpojování.
OSP je obecně nevhodné pro automobilový průmysl, protože povrchová úprava nevydrží prodloužené-doby skladování při vysokých teplotách, které jsou běžné v automobilových dodavatelských řetězcích.
Průřez ENIG versus tvrdé zlato s povrchovou úpravou-pro automobilové konektory
Normy čistoty a iontové kontaminace
Automobilová elektronika čelí problémům s vlhkostí a kontaminací, kterým spotřební elektronika nečelí. Metoda IPC-TM-650 2.3.28B měří iontovou kontaminaci ve smyslu ekvivalentu chloridu sodného. Limit pro automobilový průmysl je 1,2 mikrogramu na centimetr čtvereční nebo méně.
Jedná se o stejný práh kontaminace specifikovaný pro zdravotnické prostředky, který odráží očekávání vysoké spolehlivosti v automobilových aplikacích. Někteří automobiloví výrobci OEM uplatňují ještě přísnější interní limity pro bezpečnostní-kritické obvody.
Flex testování pro automobilový průmysl by mělo simulovat skutečné provozní podmínky. Metoda IPC-TM-650 2.4.9.1 pokrývá dynamické testování ohybu, ale pokud vaše konkrétní aplikace zahrnuje jedinečný poloměr ohybu nebo profil cyklu ohybu, možná budete muset definovat vlastní testovací sekvence s vaším výrobcem.
Kvalifikace vašeho dodavatele FPC pro automobilový průmysl
Kvalifikace pro automobilový průmysl je více{0}}krokový proces. Nejprve se ujistěte, že váš dodavatel má certifikaci IATF 16949. Zadruhé si vyžádejte dokumentaci PPAP včetně vývojových diagramů procesu, PFMEA a kontrolních plánů. Za třetí, ověřte, že dodavatel může poskytnout zprávy o rozměrech podle IPC/JPCA-6202 třídy 3 pro vzorky prvních výrobků.
Zjistili jsme, že nejúspěšnější automobilové programy zahrnují výrobce ve fázi návrhu, nikoli po něm. Včasné zapojení umožňuje výrobci upozornit na problémy s materiálem nebo tolerancí ještě před tím, než se zapojí do nástroje, což zabrání nákladným technickým změnám po zahájení výroby.
