Sistemul electronic auto acoperă numeroase module funcționale, cum ar fi sistemul de control al motorului, sistemul electronic al caroseriei, sistemul airbag, sistemul de divertisment al mașinii etc. Aceste sisteme au cerințe diferite pentru plăcile de circuite imprimate, iar selecția straturilor și structurilor afectează direct performanța, fiabilitatea și costul plăcilor cu circuite imprimate. Prin urmare, în procesul de proiectare a plăcilor de circuite imprimate electronice auto, este necesar să se ia în considerare în mod cuprinzător mai mulți factori pentru a face alegeri mai bune.
1, Impactul cerințelor funcționale pentru sistemele electronice auto asupra straturilor și structurii plăcilor de circuite imprimate
(1) Cerințe de cablare pentru module funcționale complexe
Pentru modulele funcționale complexe, cum ar fi sistemele de control al motorului și sistemele de asistență la conducere autonomă, acestea conțin un număr mare de componente electronice și conexiuni complexe de circuite în interior. Aceste module necesită cablare de-densitate mare într-un spațiu limitat pentru a îndeplini cerințele de transmisie a semnalului. În acest moment, o structură de placă de circuit imprimat cu mai multe-straturi poate oferi mai multe straturi de cablare, permițând liniilor de semnal, liniilor electrice și liniilor de masă să fie distribuite mai rezonabil, reducând interferența semnalului și problemele de congestie a cablurilor.
(2) Cerințe de integrare pentru diferite module funcționale
Sistemele electronice moderne ale autovehiculelor tind să integreze mai multe module funcționale pe o singură placă de circuit imprimat pentru a reduce dimensiunea, a reduce costurile și a îmbunătăți fiabilitatea generală a sistemului. De exemplu, sistemele de infotainment ale mașinii pot integra funcții precum navigația, redarea multimedia, comunicarea Bluetooth etc., ceea ce necesită plăci de circuite imprimate să găzduiască mai multe tipuri de cipuri și circuite și să ofere o platformă bună pentru interacțiunea semnalului între diferite module funcționale. În acest caz, straturile și structurile PCB adecvate pot realiza izolarea și conectarea diferitelor zone funcționale, evitând interferența reciprocă. Împărțind în mod rezonabil straturile geologice și de putere și adoptând o structură de cablare multi-strat, diferite tipuri de circuite, cum ar fi circuite RF, circuite digitale și circuite analogice, pot fi integrate în mod eficient împreună, asigurând în același timp că performanța fiecărei părți a circuitului nu este afectată.
2, Relația dintre cerințele de performanță electrică și straturile și structura plăcii de circuit imprimat
(1) Integritatea semnalului
Când semnalele digitale de-viteză mare sunt transmise pe plăcile de circuite imprimate, acestea sunt ușor afectate de factori precum reflexia și diafonia, ceea ce duce la probleme de integritate a semnalului. Pentru a asigura calitatea semnalului, este necesară o structură de placă de circuit imprimat cu mai multe-straturi pentru a obține o bună potrivire a impedanței și ecranare a semnalului. De exemplu, într-un sistem de comunicații Ethernet montat pe vehicul, viteza de transmisie a semnalelor de-înaltă viteză poate ajunge la 100 Mbps sau chiar mai mare. În acest caz, trebuie utilizate mai multe straturi de plăci de circuite imprimate, iar straturile trebuie aranjate în mod rezonabil între straturile de semnal pentru a forma o structură completă de ecranare, reducând impactul interferențelor externe asupra semnalului. În același timp, prin controlul precis al impedanței caracteristice a liniei de transmisie, se asigură că coeficientul de reflexie al semnalului este într-un interval acceptabil, asigurând astfel o transmisie precisă a datelor și evitând pierderea datelor sau erorile cauzate de problemele de integritate a semnalului.
(2) Integritatea puterii
Diverse cipuri și circuite din sistemele electronice auto necesită o stabilitate ridicată a sursei de alimentare. PCB-urile cu mai multe straturi pot oferi căi de transmisie cu impedanță scăzută pentru sursele de energie prin proiecte specializate de putere și strat de masă, reducând zgomotul de putere și fluctuațiile de tensiune.
3, Selecția stratului și structurii plăcii de circuit imprimat sub cerințele de fiabilitate
(1) Managementul termic
Dispozitivele electronice auto generează căldură în timpul funcționării, în special dispozitivele de alimentare, cum ar fi driverele de putere din unitățile de control al motorului și încărcătoarele pentru mașini. Căldura excesivă poate afecta performanța și durata de viață a componentelor electronice, astfel încât numărul de straturi și structura plăcilor de circuite imprimate ar trebui să ia în considerare cerințele managementului termic. Plăcile cu circuite imprimate multistrat pot ajuta la disiparea căldurii prin straturile metalice interne.
(2) Rezistență mecanică și performanță anti vibrații
Mașinile sunt supuse diferitelor vibrații și impacturi în timpul funcționării, ceea ce necesită ca PCB-urile să aibă suficientă rezistență mecanică și performanță anti-vibrații. Datorită suportului reciproc al structurii sale multi-strat, plăcile cu circuite imprimate multi-strat pot îmbunătăți într-o anumită măsură rezistența mecanică generală. În același timp, în designul plăcilor de circuit imprimat, capacitatea sa anti vibrații poate fi îmbunătățită prin adăugarea de găuri de fixare, optimizarea dimensiunilor exterioare și selectarea materialelor adecvate. De exemplu, în proiectarea plăcilor de circuite imprimate ale sistemelor de control al șasiului auto, utilizarea plăcilor de circuite imprimate rigide multi-strat combinată cu măsuri speciale de întărire poate asigura că placa de circuit imprimat nu va prezenta defecte, cum ar fi fisurarea îmbinărilor de lipit și ruperea circuitului în medii aspre cu vibrații, asigurând funcționarea fiabilă a sistemului.
4, Constrângerile de cost și schimbul-între straturile și structura plăcilor de circuite imprimate
(1) Impactul creșterii numărului de straturi asupra costurilor
Deși plăcile cu circuite imprimate multi-strat au avantaje în ceea ce privește performanța și implementarea funcțională, creșterea numărului de straturi poate duce la creșterea costurilor de producție. Acest lucru se reflectă în principal în costurile materialelor, costurile cu tehnologia de procesare și ciclurile de producție. Pentru fiecare strat suplimentar de placă de circuit imprimat, sunt necesare materiale suplimentare, cum ar fi laminatele placate cu cupru-și foile semiîntărite. În același timp, tehnologia de procesare a plăcilor cu circuite imprimate multi-strat este mai complexă, necesitând echipamente de precizie mai mare și mai multe etape de procesare, cum ar fi laminarea multi-strat, găurire, galvanizare etc., ceea ce va crește costurile de producție și ciclurile de producție. Prin urmare, în timp ce îndeplinește cerințele de performanță ale sistemelor electronice auto, designul plăcilor de circuit imprimat ar trebui optimizat cât mai mult posibil pentru a evita creșterile inutile ale stratului și costurile de control.
(2) Posibilitatea reducerii costurilor prin optimizare structurală
Prin selectarea și optimizarea structurii plăcii de circuit imprimat, costurile pot fi reduse într-o anumită măsură. În plus, optimizarea dimensiunilor externe și a metodelor de asamblare ale plăcilor cu circuite imprimate poate îmbunătăți utilizarea plăcilor și poate reduce eficient costurile materialelor. În același timp, planificarea rezonabilă a cablajului și a aspectului componentelor, reducerea numărului și a straturilor de vias, poate nu numai să îmbunătățească eficiența producției, ci și să reducă costurile de procesare.