Véhicules traditionnels vs véhicules alimentés par des énergies alternatives : quelle différence par rapport aux PCB ?

Par rapport aux véhicules à carburant traditionnels, les nouveaux véhicules à énergie alternative ont un degré d'électrification plus élevé, ce qui signifie qu'il y a plus de fonctions qui doivent être exécutées par l'intermédiaire d'équipements électroniques. La fiabilité des équipements électroniques est devenue le principal centre d'attention pour l'amélioration de la fiabilité des véhicules et de la sécurité de conduite.

Besoin de cartes de circuits imprimés hautement fiables

Comment l'augmentation des composants électroniques affecte-t-elle les cartes de circuits imprimés (PCB) ? Quelle est la chose la plus importante à prendre en compte dans le processus de production de PCB et en tant qu'acheteur de PCB pour le secteur automobile ?

Croc de Barry, Field Application Engineer Manager de NCAB Group China, parlera des PCB pour la nouvelle génération de l'industrie automobile.

Q : En ce qui concerne le degré d'électronique, quelles sont les différences entre les véhicules à carburant traditionnel et ceux alimentés par des formes d'énergie alternatives ?

R: Les véhicules à carburant traditionnel sont composés d'un moteur, d'une boîte de vitesses et d'un châssis, tandis que les véhicules aux énergies alternatives ont déjà atteint l'ère de l'électrification. Du point de vue des données, dans les voitures de luxe traditionnelles, le coût de l'électronique automobile est d'environ 25 %, tandis que dans celles alimentées par de nouvelles formes d'énergie, le coût est d'environ 45 à 60 %.

L'augmentation de la demande de PCB pour les véhicules aux nouvelles formes d'énergie provient principalement des chargeurs embarqués, des systèmes de gestion de batterie, des systèmes de conversion de tension (convertisseurs DC-DC, onduleurs, etc.) et autres dispositifs haute et basse tension. Selon les estimations, la surface totale des PCB utilisés dans le moteur à combustion interne et le système de transmission des véhicules à carburant traditionnels est d'environ 0,04 m², tandis que la surface totale de PCB requise pour un véhicule à carburant avec un degré modéré d'électronique est d'environ 0,43 m². Cependant, seule la surface totale des PCB pour les équipements liés au groupe motopropulseur atteint 0,8 m².

Q : Sur quoi nous concentrons-nous pour les commandes de circuits imprimés automobiles ?

R: « Notre objectif reste la sécurité de conduite. Les exigences de fiabilité et de sécurité des automobiles sont très élevées, et les exigences de fiabilité des circuits imprimés et d'adaptabilité à l'environnement sont très strictes. Vos fournisseurs doivent passer la certification IATF/16949.

Selon les différents modules, notre approche varie également. Par exemple, le système d'alimentation est utilisé comme source d'alimentation pour l'ensemble du véhicule. Le PCB qu'il contient doit transporter une tension et un courant élevés. Dans le même temps, il convient de noter que toute défaillance du PCB entraînera l'arrêt du fonctionnement normal du véhicule. Par conséquent, pour le PCB de ce système, notre objectif est de garantir sa haute fiabilité pendant le processus de fabrication.

Dans les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS), en particulier la caméra ou le module radar, les signaux transportés par la carte de circuit imprimé sont souvent de haute fréquence et de vitesse, et la qualité du signal affecte directement le jugement du véhicule sur l'environnement en temps réel. Par conséquent, dans ce domaine, nous nous concentrons sur l'intégrité ou la qualité du signal. Dans le même temps, il convient également de prêter attention au fait que les PCB des systèmes ADAS sont relativement complexes et que des solutions plus avancées seront utilisées, telles que des cartes flexibles, des cartes flexibles rigides, des cartes HDI et des cartes hybrides (elles utilisent plusieurs matériaux différents ), ce qui signifie que le fournisseur devra disposer d'une plus grande capacité.

"Gardez à l'esprit que toute défaillance du PCB entraînera l'arrêt du fonctionnement normal du véhicule. Par conséquent, pour le PCB de ce système, notre objectif est de garantir sa haute fiabilité pendant le processus de fabrication.

Croc de Barry, ingénieur responsable des applications sur le terrain, NCAB Group China

Q : Quels sont les principaux aspects à prendre en compte dans la fabrication ?

R:  Prenons l'exemple du système d'alimentation, où le circuit imprimé doit transporter une tension et un courant élevés et nécessite une grande fiabilité. Du point de vue du processus de production de cartes de circuits imprimés, les principaux aspects sont les suivants :

1. Dans la phase initiale de la conception des PCB, il est essentiel de bien comprendre la conception du produit du client et de prévoir une marge suffisante en fonction des besoins du client (puissance nominale, tension nominale, capacité de transport de courant, etc.) .

• Pour les exigences de haute tension, il convient de prêter attention à l'isolation haute et basse tension, à l'entrefer, à la ligne de fuite, etc. répondre aux exigences de sécurité lors de la conception.
• Pour les besoins en courant élevés, veuillez utiliser une conception en cuivre épais, et il est nécessaire de prêter attention à la chute de tension actuelle, au chemin de transport du courant, à la rétroaction, au filtrage de l'alimentation et au découplage des problèmes.
• Les PCB, qui sont les composants clés de l'électronique automobile, doivent répondre aux exigences de la classe 3 de la norme IPC, et la sélection des composants doit être conforme à la réglementation des véhicules.

2. Pendant le processus de fabrication, les paramètres qui affectent la résistance de transport de courant ou de tension doivent être désassemblés afin de le perfectionner jusqu'au lien de processus spécifique pour le contrôle et surmonter la difficulté de fabrication dérivée de l'épaisseur du cuivre. Cela se traduit par la qualité des trous, l'épaisseur du bain de cuivre, la précision de la largeur et de l'espacement des lignes conductrices et le revêtement du masque de soudure.

Principaux aspects à prendre en compte avec les produits en cuivre épais :

• Percer: Relevez les défis posés par l'épaisseur du cuivre et assurez la qualité du trou. Les produits en cuivre épais présentent certains problèmes lors du processus de perçage, tels que la fissuration facile de la couche interne, une rugosité excessive de la paroi du trou ou de la tête du clou. Il est donc nécessaire d'adopter une conception graphique spéciale et d'optimiser les paramètres de forage (vitesse de rotation/avance/rétraction/durée de vie du trépan) pour de tels problèmes, d'évaluer les trépans appropriés pour les plaques de cuivre épaisses et de sélectionner la combinaison des paramètres les plus appropriés à l'aide du plan d'expérience ( DOE) test pour assurer la qualité des forets.

• Laminage: Assurez-vous que la résine est complètement remplie et adhère fermement entre les lignes pendant le processus de stratification pour assurer sa fiabilité. Plus le cuivre est épais, plus il est difficile à stratifier, et les produits haut de gamme nécessitent une attention particulière à l'alignement entre les couches.
• cuivré : Il est essentiel de s'assurer de l'épaisseur du cuivre percé et de l'uniformité de la surface du cuivre.
• Grabado : Plus le cuivre est épais, plus il sera difficile d'enregistrer la piste. La largeur de la ligne et la précision de l'espacement des conducteurs doivent être contrôlées pour s'assurer qu'elles répondent aux exigences de tenue en courant et en tension.
• Masque de soudure : Lorsque l'épaisseur du cuivre est élevée, divers procédés spéciaux peuvent être nécessaires pour atteindre la pleine épaisseur. Par exemple, une impression multiple est nécessaire pour séparer la surface de cuivre et la surface du substrat pour garantir la qualité du masque de soudure et éviter les fuites de cuivre ou le jaunissement des broches (en raison d'un masque de soudure mince).
• Conception spéciale: Foret semi-métallique, conception de bord métallique, etc.

Q : Comment voyez-vous le développement futur des véhicules alimentés par des énergies alternatives ?

R: Les routes intelligentes + les voitures intelligentes sont la direction que prendront le transport intelligent et la conduite autonome. Les véhicules aux énergies alternatives évoluent également vers l'électrification, l'intelligence, la mise en réseau et la transmission du signal.

Dès le départ, la technologie est plus mature. S'il est souvent dit que l'autonomie en croisière des véhicules alimentés par des énergies alternatives atteint entre 400 et 500 kilomètres, la capacité réelle en croisière varie. Il y a donc ici encore beaucoup de progrès à faire pour optimiser le rendement du moteur sur route avec des conditions plus ou moins complexes. Deuxièmement, le système de conduite est plus facile à utiliser et l'expérience de conduite deviendra un point clé pour que les constructeurs automobiles se différencient et attirent les utilisateurs. De plus, la conduite est plus intelligente. Le développement de l'Internet des véhicules 5G+C-V2X permet progressivement de comprendre l'échange d'informations en temps réel entre les véhicules et tous les facteurs pouvant affecter le véhicule, de réduire les accidents et d'optimiser l'environnement de circulation pour parvenir à une conduite autonome.

Le développement de la technologie s'accompagnera inévitablement d'itérations ou de nouvelles exigences pour les équipements électroniques, ce qui conduira inévitablement à de nouvelles exigences pour les PCB. En parallèle, les solutions PCB les plus avancées telles que les HDI, les cartes flexibles et les cartes semi-flexibles seront de plus en plus utilisées.

Que ce soit pour la fiabilité du PCB ou la considération à long terme de la marque, il est particulièrement important de choisir un fournisseur expérimenté, professionnel et fiable.

Q : Quelle valeur ajoutée NCAB peut-elle apporter aux clients de l'électronique automobile ?

R: Les véhicules ne sont pas seulement un outil de voyage, mais aussi étroitement liés à la sécurité personnelle des conducteurs et des passagers. Les constructeurs automobiles doivent connaître et contrôler l'origine des cartes de circuits imprimés utilisées dans leurs produits, car cela affecte la structure de base du produit et l'impact sur la réputation de leur marque.

En tant que fournisseur de confiance, NCAB peut fournir une assistance technique et des services professionnels tout au long du processus, de la conception à la fabrication, en aidant à créer des PCB fiables et de haute qualité. Au stade de la conception initiale, nous avons une équipe de conception de circuits imprimés expérimentée qui peut faire de précieuses suggestions au niveau de l'ingénierie pendant la phase de conception, en fonction des exigences spécifiques du produit des différents clients, effectuer l'optimisation de la conception et aider les clients à bien faire les choses. dès le début.

"Des solutions de PCB plus avancées telles que les HDI, les cartes flexibles et les cartes semi-flexibles seront de plus en plus utilisées."

Croc de Barry, ingénieur responsable des applications sur le terrain, NCAB Group China

Dans le même temps, l'intégration des services Design for Excellence (DfX) dans le processus de conception garantit que les fichiers de conception peuvent être livrés en toute transparence à l'usine. Dans la phase de post-fabrication, nous sélectionnerons l'usine la plus fiable et la plus stable sur le principe de répondre aux demandes des clients, et nous n'utiliserons cette usine que pour les aspects où elle excelle. Notre équipe de gestion d'usine effectuera également un contrôle de qualité sur place pour s'assurer que les produits fonctionnent comme prévu.

source:https://www.ncabgroup.com/es/blog/vehiculos-tradicionales/