汽车PCB特性和设计考虑因素

1、CTB环测CTB环测IWE握测环测威官网： HYPERLINK / /电子元件在汽车中发挥着越来越积极的作用。目前，顶级车辆包含200多个电子控制单元,其中一些是应用于汽车驾驶舱的传感器和处理器。可以得出结论，服务于汽车的电子产品的价值在于动力系统，车身和底盘，其中大部分都与数字电源有关。电子系统在汽车中的应用旨在提高汽车性能，包括三个方面：a。环境改善是指节省燃料，减少尾气，从汽油，天然气，生物燃料到混合动力和纯电力的燃料转化。因此，电动汽车已成为汽车工业的战略方向。湾安全性增强在于减少交通事故，从安全气囊，雷达监控，立体摄像机，红外监控和自动避让到自动驾驶。目前，自动驾驶汽车正在吸引大多数

2、人的关注和投资。C。考虑到方便性和人性化，便利性和舒适性通常植根于音频，视频显示，空调，计算机,移动通信，互联网，导航和电子收费。作为电子设备的主干，应用于汽车的PCB（印刷电路板）也必须满足上面列出的要求。汽车PCB的基本要求质量保证要求制造商或分销商长期质量保证的基本要求在于健全的质量管理体系，即从国际角度出发的IS09001。由于汽车行业的特殊性，北美三家领先的汽车制造商于1994年共同建立了一个专门针对汽车行业的质量管理体系，即QS9000。在21年初st世纪，新的质量管理体系得到了世界各国汽车制造商根据ISO9001的规定，也就是ISO/TS16949出版。作为全球汽车行业的技术法规

3、，ISO/TS16949集成了汽车行业的特殊要求，并专注于汽车零部件供应链中的缺陷预防，质量波动和减少浪费。因此，汽车PCB制造商必须首先获得的证书是ISO/TS16949才能真正进入汽车市场。对绩效的基本要求一个。高可靠性汽车可靠性主要有两个方面：一个是控制单元和电子元件正常工作的使用寿命，另一个是环境抵抗，使汽车控制单元和电子元件在极端环境中表现出色。汽车的平均使用寿命为10至12年，在此期间只能更换部件或易损部件。换句话说，电子系统和PCB必须具有与汽车相同的服务年份。车辆在应用过程中往往受到气候和环境的影响，包括冰冷，极热和长期闪光和雨水。除此之外，他们还必须承受因工作电子元件和系统产

4、生的热量而导致的环境变化。气车电子系统和PCB也是如此。汽车电子系统必须克服以下环境恶劣，包括温度，湿度，雨水，酸雾，振动，电磁干扰（EMI）和电流浪涌。湾重量轻，小型化重量轻和小型化有利于节省燃料，这是由于每个部件和电路板的重量轻和小型化。例如，汽车施加ECU的体积（电子控制单元）中的溶液1200厘米3在21的开始ST世纪而已经通过四次至少被收缩。PCB的重量轻和小型化源于密度改善，面积减小，薄度和多层。汽车PCB的性能特性多种类型作为机械和电子设备的组合，现代车辆技术集成了传统技术和最新科学技术。不同的部件依赖于具有不同功能的电子设备，导致具有不同任务的PCB的应用。基于汽车用PCB的基板

5、材料的区别，它们可以分为基于无机陶瓷的PCB和基于有机树脂的PCB。陶瓷基PCB的主要特性是高耐热性和优异的尺寸稳定性，适用于高温环境下的发动机系统。然而，基于陶瓷的PCB具有差的可制造性，导致电路板的高成本。随着新开发的树脂基板的开发和耐热性的提高，基于树脂的PCB主要应用于大多数现代车辆中。遵循一个一般规则：使用具有不同性能的基板材料的PCB应用于车辆的不同部分，负责实现不同的功能。下表显示了与部分车辆设备或仪器兼容的PCB类型。车辆装置PCB类型汽车通讯设备；无线定位设备；安全控制系统多层PCBHDIPCB柔性PCB发动机系统；动力传动控制系统金属芯PCB刚柔结合PCB车辆电源控制器；导

6、航设备嵌入式PCB环测威官网： HYPERLINK / /CTB环刚佩检测不同车辆部分PCBCTB环刚佩检测作为一种涉及公共安全的运输工具，汽车属于一系列具有高可靠性的产品。除了机械和电子设备的普通尺寸，外观和性能要求外，还必须对它们进行一系列有关可靠性的测试。一个。热循环测试（TCT）根据车辆的不同部分设定5个等级。下表总结了不同车辆部分PCB的热循环温度:车辆部分水平低温高温在车身内一个-40C85C车辆底盘如下乙-40C125C发动机上方C-40C145C传动部件d-40C155C在引擎内E-40C165C湾热冲击试验（TST）C宴BC宴B环测佩检測环测威官网： HYPERLINK /

7、/汽车PCB应用于极端高温环境是很正常的，这对于重铜PCB来说尤其具有挑战性，因为它们必须承受由自身产生的外部热量和热量。因此，对汽车PCB的耐热性要求更高。要参与热冲击测试，汽车PCB必须浸入260或288C的高温焊膏中10秒钟，然后合格的PCB不会出现层压，凸起或铜裂纹等问题。如今，无铅焊接已被用于PCB组装中，焊接温度相对较高，这增加了热冲击测试的必要性。C。温度-湿度偏差（THB）测试汽车PCB必须经历多种动态环境，包括下雨天和潮湿环境，这使得必须进行THB测试，该测试还能够检查PCBCAF（导电阳极丝）的移动性。CAF恰好在以下情况下发生：电路板上的相邻过孔，相邻过孔和导线，相邻导线

8、和相邻层之间。这些情况下的绝缘性降低甚至导致捷径。绝缘电阻应根据过孔，导线和层之间的距离确定。汽车PCB的制造特点高频PCB与军用雷达类似，作为近场雷达，汽车防撞或预测紧急制动系统依靠PCB来传输微波高频信号。因此，建议使用具有低介电损耗的基板材料，通常应用PTFE（聚四氟乙烯）。与普通FR-4作为基板材料不同，PTFE或类似的高频材料自然需要不同的可制造性。例如，在通孔钻孔过程中需要特殊的钻孔速度。重铜PCB由于其高电子密度和功率，车辆往往产生更多的热量。随着混合动力和全电动车辆数量的增加，需要推进动力传动系统，这对驱动能量和更大电流提出了更高的要求。为此，应增加PCB中铜的厚度，或将铜引线

9、和金属嵌入多层PCB中。制造重铜双层PCB很容易，而制造重铜多层PCB则相当困难。关键在于重铜图形蚀刻和重铜间隙填充。重铜多层PCB的内部电路是重铜。之后，图形转印需要具有极高耐腐蚀性的厚膜。蚀刻时间应足够长，蚀刻装置和技术条件应保持最佳状态，以确保优质的重铜电路。C宜BC宜B环测佩检测环测威官网： HYPERLINK / /由于内导体和绝缘体基板材料表面之间存在巨大差异，并且普通的多层PCB堆叠不能使树脂完全填充，导致空腔的产生，因此建议含有大量树脂的薄预浸料。一些多层PCB包含具有不同铜厚度的内部电路，因此不同的预浸料可用于具有大的区别和小的区别的区域。组件嵌入嵌入式组件PCB首先应用于手

10、机中，以提高组装密度并降低产品的整体尺寸，这对其他电子产品也非常重要。这就是为什么嵌入技术被用于汽车电子设备的原因。基于元件嵌入方法，有许多嵌入式PCB制造选项：a。首先研磨沟槽，然后通过波峰焊或导电膏组装SMD。湾薄膜SMD首先通过波峰焊接在内部电路上组装。C。厚膜组件印在陶瓷基座上。d。SMD通过波峰焊接组装，然后树脂用于包装。这种类型的嵌入式PCB更符合车辆的耐热性，耐湿性和抗冲击性等要求，具有高可靠性。HDI技术类似于智能手机或平板电脑的娱乐和通信功能，车辆也需要HDIPCB。因此，微孔钻孔，电镀和互连技术必须应用于汽车PCB。汽车PCB设计考虑因素电感器方向当两个电感器（或甚至两个P

11、CB线）彼此靠近时，将产生电感。由一个电路（电路A）中的电流产生的磁场随后将在另一个电路（电路B）中引起电流驱动。该过程类似于变压器初级和次级轴环之间的相互作用。当两个电流通过磁场相互作用时，产生的电压由互感（Lm）Y-LL*确定：V呻：。在该公式中，Yb是输入到电路B的误差电压，而La是通过电路A的电流.Lm对电路间距，电感环路面积和环路方向非常敏感。因此，通过紧凑的电路布局和耦合平衡降低，可以实现将所有电感器布置在电路中的最佳方法。C實BC實B环测KE握拠环测威官网： HYPERLINK / /互感的分布与电感对准有关。因此，电路B的方向修改使其电流环路平行于电路A的磁路。为此，电感器应垂

12、直排列，这有利于减少互感。汽车PCB的电感器布局规则：a。电感器空间应尽可能大；湾应将电感器对准设置为直角，以使它们之间的串扰最小化。引线耦合与影响磁场耦合的电感器对准类似，如果引线彼此接近，则耦合也将受到影响并且可能产生互感。RF电路的主要问题在于敏感的元件布局，如输入匹配网络，接收器的谐振通道和发射器的天线匹配网络。返回电流路径应尽可能靠近主电流路径，辐射场最小化，这有利于电流回路面积减小。最佳低阻抗路径通常是引线下的接地区域，即,在电介质厚度乘以引线长度的区域中，环路区域被有效地限制。但是，如果接地区域被分开，则环路区域将被扩大。对于穿过分离区域的引线，将强制返回电流穿过高阻抗路径，这极

13、大地增加了电流回路面积。这种类型的布局也使电路可以互感。总之，应尽可能在引线下确保集成接地，因为集成的质量区接地有利于电路性能的提高。通孔接地RF电路必须解决的主要问题通常在于电路的特性阻抗不良，包括电子元件和互连。低厚度的铜层相当于电感线。此外，可以通过铜层和相邻引线之间的组合形成分布电容。当引线穿过通孔时，也会显示电感和电容特性。通孔电容主要来自通孔焊盘边缘的铜与底部铜之间的电容。影响通孔电容的另一个因素是金属通孔的圆柱体。寄生电容影响很小，因为它通常只会导致高速数字信号的低信号边沿。通孔的最大影响是由互连引起的相应的寄生电感。由于大多数金属通孔的尺寸与RFPCB设计中的集成元件尺寸相同，

14、因此该公式可用于估算通孔的影响：L啓H）二5.08hln4+U；】。在这个公式中，Lvia是通孔的集成电感；h指通过高度,以英寸为单位；（表示以英寸为单位的通孔直径。a。应建立敏感区域通孔的电感模块；湾滤波器或匹配网络取决于独立的通孔；C。较薄的PCB铜会降低通孔寄生电感的影响。接地和填充接地或电源平面定义了一个公共参考电压，通过低阻抗路径为系统中的所有组件供电。基于该方案，所有电场可以通过产生的优异屏蔽方案来平衡。直流电总是流过低阻抗路径。类似地，高频电流也是在第一分钟流过最低阻抗的路径。因此，对于地平面以上的标准PCB引线，返回电流试图在引线下正确地流入接地区域。之后，分离接地区域会引起各

15、种噪声，从而通过磁场耦合或电流累积进一步增加串扰。因此，应尽可能确保接地完整性，否则返回电流将驱动串扰。此外，填充接地（也称为保护线）通常用于设计包含难以布置连续接地或需要屏蔽敏感电路的区域的电路。接地孔可以定位在导线的端子处或沿着导线，以增加屏蔽效果。保护线不能与设计用于提供返回电流路径的引线混合，这将带来串扰。当铜区未连接到地或在一个端子接地时，其有效性将降低。在一些情况下，将产生寄生电容，其中环境阻抗改变或电路之间形成电位路径，因此导致不良影响。简单来说，如果必须在电路板上布置铜，则应保持相同的电镀厚度。最后，必须考虑天线附近的接地区域。任何单极子都将接地区域，布线和通孔视为系统平衡的一部分，非理想的平衡布线会影响天线的辐射效率和方向。因此，接地区域不得直接放置在电路板的单极天线下方。总之，在接地和填充方面应遵循以下设计原则：a。应尽可能提供低阻抗的连续接地区域；湾填充线的