Bên trong xe, hệ thống điều hòa không khí tạo ra môi trường nhiệt độ thoải mái cho người lái và hành khách, không thể tách rời sự hỗ trợ của các bảng mạch thường dùng trong điều hòa ô tô. Là “trung tâm thần kinh” của hệ thống điều hòa không khí ô tô, các bảng mạch này dù được thiết kế, làm bằng vật liệu và xử lý nhưng vẫn trực tiếp quyết định độ ổn định vận hành, độ tin cậy và trí thông minh của hệ thống điều hòa không khí.
1, Các loại bo mạch thông dụng cho điều hòa ô tô
(1) Bảng mạch một lớp
Bảng mạch một lớp là loại bảng mạch điều hòa ô tô tương đối cơ bản, chỉ bố trí các đường dây dẫn điện ở một bên. Cấu trúc của nó đơn giản, chi phí tương đối thấp và phù hợp với các mô-đun chức năng không yêu cầu độ phức tạp của mạch cao. Ví dụ: trong mạch điều khiển cơ bản của một số máy điều hòa không khí ô tô tiết kiệm, có thể sử dụng bảng mạch một lớp để điều khiển chức năng điều chỉnh tốc độ đơn giản của quạt. Bằng cách sử dụng hệ thống dây điện một mặt, có thể đạt được khả năng điều khiển bật/tắt động cơ quạt và khả năng điều chỉnh dòng điện ở các bánh răng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu thông gió khác nhau. Tuy nhiên, do không gian nối dây hạn chế, các bảng mạch{6}một lớp có những hạn chế nhất định về mặt tích hợp chức năng, gây khó khăn cho việc đáp ứng logic điều khiển phức tạp.
(2) Bảng mạch hai lớp
Trên cơ sở bảng mạch{0}một lớp, các đường dây dẫn điện được bố trí trên cả hai mặt của bảng mạch và các kết nối điện giữa hai lớp đường dây đạt được thông qua các via được mạ kim loại. Thiết kế này làm tăng đáng kể không gian nối dây và cho phép thực hiện các chức năng mạch phức tạp hơn. Trong hệ thống kiểm soát nhiệt độ của điều hòa không khí ô tô, bảng mạch hai lớp có thể được sử dụng để tích hợp các mạch thu tín hiệu cảm biến nhiệt độ, mạch giao diện chip điều khiển và mạch điều khiển bộ truyền động. Việc lập kế hoạch bố trí đường dây hợp lý ở cả hai bên giúp việc truyền tín hiệu ổn định hơn, giảm nhiễu đường dây một cách hiệu quả và cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống kiểm soát nhiệt độ.
(3) Bảng mạch nhiều lớp
Với các chức năng ngày càng đa dạng của hệ thống điều hòa không khí ô tô, các yêu cầu về hiệu suất và khả năng tích hợp của bảng mạch không ngừng tăng lên và các bảng mạch nhiều lớp đã xuất hiện. Bảng mạch nhiều lớp thường bao gồm bốn hoặc nhiều lớp xen kẽ các lớp dẫn điện và cách điện, với các kết nối điện giữa các lớp đạt được thông qua các lỗ mù, lỗ chôn hoặc xuyên lỗ. Bảng mạch nhiều lớp được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điều hòa không khí thông minh dành cho ô tô-cao cấp. Nó có thể tích hợp cao các mạch của nhiều mô-đun chức năng như kiểm soát nhiệt độ, điều chỉnh độ ẩm, giám sát chất lượng không khí và giao diện tương tác người dùng trên một bảng mạch duy nhất. Phương pháp tích hợp cao này không chỉ tiết kiệm không gian và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế bố trí nội thất ô tô mà còn cải thiện hiệu quả tốc độ truyền tín hiệu và độ ổn định, hỗ trợ các thuật toán và chiến lược điều khiển phức tạp hơn, đồng thời đạt được khả năng điều khiển thông minh và chính xác của hệ thống điều hòa không khí.
2, Vật liệu và quy trình làm bo mạch điều hòa ô tô
(1) Lựa chọn vật liệu
Bảng mạch điều hòa không khí ô tô thường sử dụng các lớp phủ đồng-làm chất nền, với các vật liệu phổ biến bao gồm các lớp phủ-đồng-dựa trên giấy phenolic và các lớp phủ đồng-dựa trên vải thủy tinh epoxy. Tấm dát mỏng phủ đồng-làm từ giấy phenolic-có chi phí thấp hơn nhưng tính chất cơ và điện của chúng tương đối yếu. Chúng thường được sử dụng cho các bảng mạch một lớp hoặc hai lớp có yêu cầu hiệu suất thấp. Các lớp phủ đồng -trên vải thủy tinh Epoxy có đặc tính cách điện tuyệt vời, độ bền cơ học và khả năng chịu nhiệt độ cao, đồng thời có thể thích ứng với môi trường phức tạp và luôn thay đổi bên trong ô tô, chẳng hạn như nhiệt độ cao, độ rung, v.v. Do đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong các bảng mạch hai lớp, đặc biệt là các bảng mạch nhiều lớp. Ngoài ra, để đáp ứng các yêu cầu về môi trường của ô tô, vật liệu bảng mạch đang dần chuyển sang các vật liệu thân thiện với môi trường như không chứa chì và không chứa halogen.
(2) Quy trình sản xuất
Về quy trình sản xuất, bo mạch điều hòa ô tô cần phải trải qua những quy trình nghiêm ngặt. Thứ nhất, việc thiết kế mạch được thực hiện thông qua phần mềm tự động hóa thiết kế điện tử chuyên nghiệp để thiết kế sơ đồ mạch và bản vẽ bố trí mạch in, đảm bảo bố trí mạch hợp lý và tính toàn vẹn tín hiệu tốt. Tiếp theo là quy trình khoan sử dụng thiết bị khoan có độ chính xác-cao để khoan xuyên qua các lỗ trên bảng mạch nhằm lắp đặt các chốt thành phần và đạt được các kết nối giữa các lớp. Độ chính xác của việc khoan ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất điện và độ tin cậy của bảng mạch. Tiếp theo là chuyển đồ họa, bao gồm việc chuyển đồ họa mạch đã thiết kế lên bảng đồng-thông qua quá trình phơi sáng, phát triển và các quy trình khác để chuẩn bị cho quá trình khắc tiếp theo. Quá trình khắc sử dụng dung dịch hóa học để loại bỏ lá đồng không mong muốn, để lại các đường dẫn điện chính xác. Cuối cùng, cần phải xử lý bề mặt, thường bao gồm quá trình san bằng không khí nóng và lắng đọng vàng niken hóa học, để cải thiện khả năng hàn và khả năng chống oxy hóa của bảng mạch, đảm bảo hiệu suất ổn định của nó trong suốt thời gian sử dụng ô tô.
3, Đặc tính hoạt động của bo mạch điều hòa ô tô
(1) Độ tin cậy cao
Trong quá trình lái xe ô tô, môi trường bên trong rất phức tạp và luôn thay đổi, đồng thời bảng mạch cần phải có độ tin cậy cao. Trong quá trình thiết kế và sản xuất bảng mạch điều hòa không khí ô tô, các yếu tố như nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ ẩm và độ rung đều được xem xét đầy đủ. Bằng cách chọn-vật liệu chất lượng cao, tối ưu hóa bố cục mạch và tăng cường thiết kế cấu trúc cơ khí, chúng tôi đảm bảo rằng bảng mạch có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt từ -40 độ đến 85 độ cũng như các điều kiện rung thường xuyên, giảm xác suất xảy ra lỗi và đảm bảo hệ thống điều hòa không khí ô tô hoạt động bình thường.
(2) Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ
Bên trong xe có một số lượng lớn các thiết bị điện tử, môi trường điện từ rất phức tạp, dễ tạo ra nhiễu điện từ. Bảng mạch điều hòa không khí ô tô áp dụng nhiều thiết kế chống nhiễu-khác nhau, chẳng hạn như thiết kế nối đất hợp lý, các biện pháp che chắn và bố trí mạch lọc. Bằng cách phân chia hợp lý các mô-đun mạch có chức năng khác nhau, có thể giảm nhiễu giữa chúng; Sử dụng vỏ che chắn bằng kim loại để che chắn các mạch nhạy cảm và ngăn chặn sự xâm nhập của nhiễu điện từ bên ngoài; Thiết kế các mạch lọc hiệu quả để lọc sự lộn xộn trong đường dây điện và tín hiệu, đảm bảo bảng mạch có thể thu thập và xử lý tín hiệu chính xác, đồng thời đạt được khả năng điều khiển chính xác của hệ thống điều hòa không khí.