Планка электронных компонентов в автомобильной промышленности определяется последствиями отказов, а не таблицами затрат. Когда гибкая схема управляет датчиком положения сиденья или связывает модуль камеры с процессором помощи водителю,-разница между незначительным отказом компонента и отказом,-критическим для безопасности, очевидна. IATF 16949 и AEC-Q100 определяют системы управления качеством и квалификации компонентов, но для самой платы базовыми техническими спецификациями являются IPC/JPCA-6202, класс 3. В CSNT-EMS в Дунгуане мы поставляли автомобильные сборки для модулей камер ADAS, цифровых приборных панелей и компьютеров управления кузовом, и квалификационный путь для каждого приложения научил нас чему-то новому в том, что на самом деле требуется автомобильным OEM-производителям.
Почему автомобильные приложения требуют класса 3 согласно IPC/JPCA-6202
Бытовая электроника может мириться с уровнем детской смертности, с чем не согласны производители автомобилей. Автомобильная промышленность ожидает, что интенсивность отказов будет измеряться в частях на миллион, а не в процентах. Класс 3 IPC/JPCA-6202 обеспечивает это за счет более жестких допусков на зарубку проводника, обязательной 100-процентной проверки гибких зон и требований нулевого допуска к расслоению.
Допуск на образование зазубрин на проводнике класса 3 не превышает одной-трети ширины дорожки. В цепи, которая подвергается вибрациям и термоциклированию, трещина, отвечающая критериям класса 2 (с шириной менее или равной половине-половины дорожки), может распространиться на разрыв цепи в течение 1000–2000 часов эксплуатации автомобиля.
Термоциклирование усугубляет проблему. В автомобильной сборке под капотом наблюдаются колебания температуры от минус 40 градусов по Цельсию до плюс 125 градусов по Цельсию. IPC/JPCA-6202 не определяет минимальное количество циклов для квалификации на термоциклирование; Обычно это определяется производителем автомобилей на основе целевого срока службы. Минимальная прочность на отслаивание для класса 2 составляет 0,49 Н на мм для проводников и 0,34 Н на мм для защитного покрытия, но только в сочетании с контролем процесса, обеспечивающим равномерное ламинирование по всей площади платы.
Выбор материала для автомобильной промышленности
Подложки из полиимида (ПИ) доминируют в автомобильной промышленности из-за своих тепловых характеристик. Температура стеклования PI обычно превышает 250 градусов Цельсия, что обеспечивает запас по сравнению с высокими температурами, наблюдаемыми в приложениях, работающих вблизи моторного отсека.
Panasonic R-F777 — распространенный выбор подложки PI. Его номинальная толщина PI 50 микрометров и медь толщиной 12 микрометров обеспечивают гибкость и достаточную диэлектрическую прочность. Прочность на отслаивание 0,525 Н на мм превышает минимум IPC/JPCA-6202 класса 2 и соответствует требованиям класса 3.
Для модулей автомобильных камер и высокоскоростных-каналов передачи данных диэлектрические свойства подложки имеют такое же значение, как и механическая прочность. DuPont Pyralux AK с DK 3,4 и Df 0,004 обеспечивает контролируемое сопротивление в гибком формате, хотя и с надбавкой к стоимости на 40–60 процентов по сравнению со стандартным PI.
При выборе покрытия для автомобильной промышленности необходимо учитывать термостойкость. Покровное покрытие Taiflex FHK0515, не содержащее галогенов-, подходит для стандартных ламинированных профилей, но если сборка будет подвергаться постоянным температурам выше 150 градусов Цельсия, может потребоваться высоко-клеевая система.
Поперечный разрез-автомобильного FPC, показывающий много-конструкцию с защитными слоями.
Покрытие поверхности для автомобилей: ENIG и Hard Gold
ENIG является стандартным для большинства автомобильных приложений. Толщина никеля от 3 до 6 микрометров и толщина золота от 0,05 до 0,125 микрометра обеспечивают срок хранения и паяемость, необходимые для узлов, которые могут находиться на складе от шести до двенадцати месяцев до сборки автомобиля.
Для автомобильных разъемов с высокими требованиями к циклу соединения рекомендуется покрытие твердым золотом толщиной минимум 0,5–1,0 микрометра. Это относится к платам с разъемами ZIF или интерфейсами с контактными-разъемами, которые допускают повторяющиеся операции соединения-и-разъединения в течение срока службы автомобиля.
OSP, как правило, не подходит для автомобильной промышленности, поскольку покрытие не выдерживает длительных-периодов хранения при высоких температурах, обычных в цепочках поставок автомобильной продукции.
ENIG и поперечное сечение поверхности с покрытием из твердого золота-для автомобильных разъемов
Стандарты чистоты и ионного загрязнения
Автомобильная электроника сталкивается с проблемами влажности и загрязнения, которых нет у бытовой электроники. IPC-TM-650 Метод 2.3.28B измеряет ионное загрязнение в эквиваленте хлорида натрия. Предел для автомобилей составляет 1,2 микрограмма на квадратный сантиметр или меньше.
Это тот же порог загрязнения, который указан для медицинских устройств, что отражает высокие ожидания надежности в автомобильной промышленности. Некоторые OEM-производители автомобилей применяют еще более жесткие внутренние ограничения для цепей,-критических для безопасности.
Гибкие испытания в автомобилестроении должны моделировать реальные условия эксплуатации. Метод IPC-TM-650 2.4.9.1 охватывает динамические испытания на изгиб, но если ваше конкретное приложение предполагает уникальный радиус изгиба или профиль цикла гибкости, вам может потребоваться определить специальные последовательности испытаний вместе с вашим производителем.
Квалификация вашего поставщика автомобильного FPC
Квалификация автомобильной отрасли – это многоэтапный-процесс. Сначала убедитесь, что ваш поставщик имеет сертификат IATF 16949. Во-вторых, запросите документацию PPAP, включая схемы технологических процессов, PFMEA и планы управления. В-третьих, убедитесь, что поставщик может предоставить отчеты о размерах в соответствии с IPC/JPCA-6202, класс 3, для первых образцов изделий.
Мы обнаружили, что наиболее успешные автомобильные программы вовлекают производителя на этапе проектирования, а не после него. Раннее участие позволяет производителю выявлять проблемы с материалом или допусками до того, как будет использована оснастка, что позволяет избежать дорогостоящих инженерных изменений после начала производства.
