A importância dos sistemas eletrônicos automotivos em todo o veículo aumenta a cada dia. Desde sistemas avançados de assistência ao condutor (ADAS) até sistemas de entretenimento automóvel, os componentes eletrónicos tornaram-se uma parte indispensável dos carros modernos. Como transportador fundamental de componentes eletrônicos, o desempenho das placas de circuito afeta diretamente a confiabilidade, a estabilidade e a vida útil dos sistemas eletrônicos automotivos. No entanto, o ambiente de trabalho enfrentado pelas placas de circuito impresso eletrônico automotivo é extremamente severo, incluindo alta temperatura, vibração, umidade, corrosão química, etc., o que impõe exigências extremamente altas na seleção de materiais para placas de circuito impresso.
1, seleção de materiais de placa de circuito impresso eletrônico automotivo
Seleção de substrato
O substrato é o componente principal das placas de circuito impresso e seu desempenho afeta diretamente a resistência ao calor, a resistência mecânica, o desempenho elétrico e a adaptabilidade ambiental das placas de circuito impresso. Os substratos de placas de circuito impresso eletrônico automotivo comumente usados incluem o seguinte:
Fibra de vidro de resina epóxi (FR-4)
FR-4 é atualmente um dos substratos de placas de circuito impresso amplamente utilizados, com boa resistência mecânica e desempenho elétrico, além de baixo custo. No entanto, o FR-4 tem baixa resistência ao calor e sua temperatura operacional a longo prazo geralmente não excede 130 graus C. Portanto, para sistemas eletrônicos automotivos com temperaturas operacionais mais altas, o FR-4 não é uma escolha melhor.
Poliimida (PI)
Os substratos de poliimida têm excelente resistência ao calor, resistência química e propriedades mecânicas, com temperaturas operacionais de longo-prazo atingindo mais de 260 graus C. Além disso, a constante dielétrica do substrato de poliimida é relativamente baixa, tornando-o adequado para transmissão de sinal em alta-velocidade. No entanto, o alto custo e a dificuldade de processamento dos substratos de poliimida limitam a sua utilização em determinados cenários de aplicação.
Politetrafluoretileno (PTFE)
O substrato de politetrafluoroetileno tem constante dielétrica e perda dielétrica extremamente baixas, tornando-o adequado para transmissão de sinais de alta-frequência. Além disso, o substrato de PTFE possui boa resistência ao calor e estabilidade química. No entanto, os substratos de PTFE têm baixa resistência mecânica e são difíceis de processar, sendo geralmente combinados com outros materiais de reforço, como fibras de vidro, para melhorar as suas propriedades mecânicas.
Resina epóxi de alta temperatura (Alta Tg FR-4)
Substratos de resina epóxi com alta temperatura de transição vítrea (Tg) são uma escolha comum na área de eletrônica automotiva. Geralmente, substratos de resina epóxi com Tg superior a 170 graus C podem atender aos requisitos da maioria dos sistemas eletrônicos automotivos. Em comparação com o FR-4 comum, os substratos FR-4 de alta Tg têm maior resistência ao calor e resistência mecânica, mas o custo também é relativamente alto.
2, Seleção do material de cobertura
O material da camada de cobertura é usado principalmente para proteger a superfície das placas de circuito impresso, evitando danos mecânicos e corrosão química. Para placas de circuito impresso eletrônico automotivo, a seleção dos materiais da camada de cobertura deve considerar os seguintes fatores:
resistência-a altas temperaturas
O material de cobertura deve ser capaz de manter um desempenho estável em ambientes de alta temperatura, evitando amolecimento, deformação ou descamação em altas temperaturas.
Desempenho de resistência à corrosão química
O material de cobertura precisa ter excelente resistência à corrosão química para evitar corrosão em ambientes úmidos ou chuvosos.
resistência mecânica
O material de cobertura precisa ter resistência mecânica suficiente para evitar rachaduras ou descamação sob vibração ou impacto.
Os materiais comuns da camada de cobertura incluem revestimentos de poliimida, revestimentos de resina acrílica e revestimentos de resina epóxi. Os revestimentos de poliimida têm excelente resistência a altas temperaturas e estabilidade química, mas seu custo é relativamente alto; O revestimento de resina acrílica tem custo mais baixo, mas baixa resistência a altas temperaturas; O revestimento de resina epóxi tem bom desempenho abrangente e é adequado para a maioria das aplicações eletrônicas automotivas.
3, Seleção de materiais condutores
A seleção de materiais condutores afeta principalmente o desempenho elétrico e a resistência à corrosão das placas de circuito impresso. Os materiais condutores comuns incluem folha de cobre e revestimento de níquel-ouro.
folha de cobre
A folha de cobre é um material condutor comumente usado em placas de circuito impresso, com boa condutividade e propriedades mecânicas. Contudo, a folha de cobre é suscetível à corrosão química, especialmente em ambientes úmidos. Portanto, em placas de circuito impresso eletrônico automotivo, a folha de cobre geralmente precisa de tratamento de superfície, como níquel-ouro sem eletrólito, estanho sem eletrólito, etc., para melhorar sua resistência à corrosão.
Revestimento de níquel ouro
O revestimento de níquel-ouro possui excelente resistência à corrosão e ao desgaste, adequado para uso em ambientes de alta umidade ou quimicamente corrosivos. No entanto, o custo do revestimento de níquel-ouro é alto e o processo é complexo, geralmente usado para-placas de circuito impresso eletrônico automotivo de alta tecnologia.