Là vật chứa linh kiện điện tử và chìa khóa kết nối điện, hiệu suất của bảng mạch in ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn, độ tin cậy và trí thông minh của ô tô. Là vật liệu cơ bản của pcb, bo mạch pcb đóng vai trò quan trọng trong việc đáp ứng các yêu cầu về môi trường làm việc phức tạp và khắt khe của ô tô. Các loại bo mạch pcb ô tô thường được sử dụng khác nhau, với các đặc tính độc đáo, hỗ trợ hoạt động ổn định của hệ thống điện tử ô tô.
1, Bảng FR-4: vật liệu cơ bản được sử dụng rộng rãi
FR{1}}4 là tấm laminate phủ đồng được gia cố bằng vải sợi thủy tinh và gốc nhựa epoxy, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực pcb ô tô. Nó có tính chất cơ học tốt và có thể chịu được rung động, va đập trong quá trình vận hành xe, đảm bảo tính nguyên vẹn của cấu trúc bảng mạch. Về hiệu suất điện, FR-4 có hiệu suất cách điện ổn định, có thể ngăn ngừa đoản mạch một cách hiệu quả và đảm bảo truyền tín hiệu ổn định.
Bảng FR{4}}4 được sử dụng rộng rãi trong một số bộ phận không quan trọng của ô tô có yêu cầu tương đối ít nghiêm ngặt hơn về hiệu suất điện và nhiệt độ, chẳng hạn như mạch điều khiển chiếu sáng nội thất thông thường và một số mạch cảm biến đơn giản. Để đáp ứng các yêu cầu về độ tin cậy cao hơn của ngành ô tô, nhiều cải tiến cũng đã được thực hiện đối với vật liệu FR{11}}4. Ví dụ, bằng cách tăng nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh, độ ổn định kích thước của nó trong môi trường nhiệt độ cao có thể được tăng cường. Giá trị Tg của FR-4 thông thường thường nằm trong khoảng 130-140 độ, trong khi Tg của vật liệu FR-4 cấp ô tô có thể tăng lên 150 độ hoặc thậm chí trên 170 độ, cho phép nó hoạt động tốt hơn ở những khu vực có nhiệt độ cao như khoang động cơ, tránh hiệu quả các vấn đề như biến dạng tấm và hỏng mạch do nhiệt độ cao.
2, Vật liệu Tg cao: lực lượng chính trong việc giải quyết các thách thức về nhiệt độ-cao
Nhiệt độ trong khoang động cơ và các bộ phận khác của ô tô có thể lên tới 150 độ hoặc thậm chí cao hơn. Trong những môi trường có nhiệt độ-cao này, vật liệu có giá trị Tg cao trở thành lựa chọn ưu tiên cho bảng mạch in ô tô. Ngoài vật liệu TgFR-4 cao đã đề cập trước đó, vật liệu polyimide cũng rất được ưa chuộng trong ngành ô tô do khả năng chịu nhiệt độ cao vượt trội. Giá trị Tg của vật liệu PI thường trên 250 độ, thậm chí một số còn vượt quá 300 độ, có thể duy trì các tính chất vật lý và hóa học ổn định trong môi trường nhiệt độ cực cao.
PCB làm bằng vật liệu PI không chỉ có khả năng chịu nhiệt độ cao mà còn có khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời và hằng số điện môi thấp. Hằng số điện môi thấp dẫn đến mất tín hiệu thấp hơn và tốc độ truyền nhanh hơn, điều này rất quan trọng đối với-các ứng dụng truyền dữ liệu tốc độ cao trong ô tô, chẳng hạn như trong hệ thống liên lạc trên xe và truyền dữ liệu cảm biến lái xe tự động. Trong hệ thống quản lý pin của phương tiện năng lượng mới, do lượng nhiệt sinh ra lớn trong quá trình sạc và xả pin, nhiệt độ môi trường cao và yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và ổn định truyền tín hiệu của BMS, pcb vật liệu PI có thể đáp ứng tốt những nhu cầu này, đảm bảo hệ thống quản lý pin giám sát và kiểm soát chính xác tình trạng pin, đồng thời đảm bảo pin hoạt động an toàn và hiệu quả.
3, Nền kim loại: chìa khóa tản nhiệt hiệu quả
Với sự gia tăng không ngừng về sức mạnh của các thiết bị điện tử trên ô tô, vấn đề tản nhiệt ngày càng trở nên nổi bật. Chất nền kim loại, đặc biệt là chất nền nhôm, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như đèn LED ô tô và mô-đun điện tử công suất do hiệu suất tản nhiệt tuyệt vời của chúng. Chất nền nhôm bao gồm lớp đế kim loại, lớp cách nhiệt và lớp dẫn điện. Lớp đế kim loại (thường là nhôm) có thể dẫn nhiệt nhanh chóng, trong khi lớp cách nhiệt đảm bảo cách điện giữa mạch và đế kim loại. Lớp dẫn điện được sử dụng để mang mạch.
Trong đèn pha LED ô tô, chip LED tạo ra một lượng nhiệt lớn trong quá trình phát sáng. Nếu không được tiêu tán kịp thời sẽ khiến nhiệt độ của chip LED tăng cao, hiệu suất phát sáng giảm và tuổi thọ bị rút ngắn. PCB LED làm bằng đế nhôm có thể nhanh chóng dẫn nhiệt do chip LED tạo ra đến lớp kim loại của đế nhôm, sau đó tản nhiệt ra môi trường xung quanh thông qua cấu trúc tản nhiệt của đèn pha ô tô, đảm bảo hiệu quả hoạt động ổn định và tuổi thọ cao của đèn pha LED. Đối với các mô-đun điện tử công suất trong ô tô, chẳng hạn như bộ điều khiển động cơ, bộ biến tần, v.v., các bộ phận này tạo ra tổn thất điện năng đáng kể trong quá trình vận hành và cũng cần có các biện pháp tản nhiệt hiệu quả. PCB nền nhôm có thể đáp ứng các yêu cầu tản nhiệt và cũng có độ bền cơ học nhất định để thích ứng với môi trường rung động phức tạp của ô tô.
4, Vật liệu tần số cao: đáp ứng yêu cầu về giao tiếp tốc độ cao-
Với sự phát triển của ô tô thông minh và được kết nối mạng, yêu cầu về truyền tín hiệu-tần số cao trong hệ thống liên lạc trên ô tô ngày càng trở nên cao. Trong các ứng dụng như radar truyền thông 5G và radar trên xe, bo mạch pcb cần phải có hằng số điện môi thấp và đặc tính tiếp tuyến tổn thất điện môi thấp để giảm sự suy giảm và biến dạng trong quá trình truyền tín hiệu. Do đó, các vật liệu tần số cao như polytetrafluoroethylene và vật liệu composite của nó đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng này.
Vật liệu PTFE có giá trị Dk và Df cực thấp, đảm bảo-tốc độ cao và truyền tín hiệu tần số cao-ổn định trong mạch pcb. Trong các hệ thống radar sóng milimet có tần số 77GHz trở lên trên ô tô, radar sóng milimet sẽ phát hiện các thông tin như khoảng cách, vận tốc và góc của vật thể mục tiêu bằng cách phát và nhận sóng điện từ tần số cao. Tại thời điểm này, các bảng mạch in làm bằng vật liệu tần số cao{6}}dựa trên PTFE có thể truyền chính xác các tín hiệu radar tần số cao-, đảm bảo độ phân giải cao và độ chính xác phát hiện của hệ thống radar, đồng thời cung cấp dữ liệu nhận thức môi trường đáng tin cậy cho xe tự lái. Trong mô-đun giao tiếp mạng trên ô tô, cũng cần có bảng mạch in bằng vật liệu tần số cao-để hỗ trợ giao tiếp không dây ổn định và tốc độ cao{10}}, đạt được khả năng trao đổi dữ liệu hiệu quả giữa các phương tiện, phương tiện và cơ sở hạ tầng cũng như phương tiện và con người.
5, Chất liệu tấm ghép uốn cứng: cân bằng độ linh hoạt và ổn định
Bên trong ô tô, một số bộ phận yêu cầu bảng mạch in phải có độ linh hoạt nhất định để thích ứng với bố cục không gian phức tạp và môi trường làm việc năng động. Bảng mạch uốn cứng đã xuất hiện, kết hợp bảng mạch cứng và bảng mạch linh hoạt thông qua các quy trình cụ thể, kết hợp tính ổn định của bảng cứng với tính linh hoạt của bảng linh hoạt.
Phần linh hoạt thường sử dụng màng polyester hoặc polyimide làm chất nền, có tính linh hoạt tốt và có thể uốn cong nhiều lần mà không ảnh hưởng đến hiệu suất điện. Trong mạch kết nối của bảng điều khiển ô tô, tấm khớp nối cứng có thể đạt được kết nối linh hoạt giữa bảng điều khiển và các bộ phận khác của thân xe, đảm bảo truyền tín hiệu ổn định và thích ứng với những rung động và biến dạng nhỏ của bảng điều khiển trong quá trình lái xe. Trong mô-đun điều khiển cửa, tấm khớp nối mềm cứng có thể uốn cong khi đóng mở cửa, đồng thời đảm bảo độ tin cậy của kết nối mạch và tránh các lỗi điều khiển cửa do đường dây bị đứt. Việc ứng dụng vật liệu tấm ghép uốn cứng hỗ trợ đắc lực cho việc tối ưu hóa không gian bên trong ô tô và sắp xếp các thiết bị điện tử một cách hiệu quả.