Autode elektroonikasüsteem hõlmab arvukalt funktsionaalseid mooduleid, nagu mootori juhtimissüsteem, kere elektrooniline süsteem, turvapadjasüsteem, auto meelelahutussüsteem jne. Nendel süsteemidel on trükkplaatidele erinevad nõuded ning kihtide ja struktuuride valik mõjutab otseselt trükkplaatide jõudlust, töökindlust ja maksumust. Seetõttu on autotööstuse elektrooniliste trükkplaatide projekteerimisel vaja igakülgselt arvesse võtta mitmeid tegureid, et teha paremaid valikuid.
1, Autode elektroonikasüsteemide funktsionaalsete nõuete mõju trükkplaadi kihtidele ja struktuurile
(1) Keeruliste funktsionaalsete moodulite juhtmestiku nõuded
Keeruliste funktsionaalsete moodulite jaoks, nagu mootori juhtimissüsteemid ja autonoomsed sõiduabisüsteemid, sisaldavad need sees suurt hulka elektroonilisi komponente ja keerulisi vooluahela ühendusi. Need moodulid vajavad signaali edastamise nõuete täitmiseks suure-tihedusega juhtmeid piiratud ruumis. Siinkohal võib mitmekihiline trükkplaadi struktuur pakkuda rohkem juhtmekihte, võimaldades signaaliliine, elektriliine ja maandusliine mõistlikumalt jaotada, vähendades signaali häireid ja juhtmestiku ülekoormust.
(2) Erinevate funktsionaalsete moodulite integreerimisnõuded
Kaasaegsed autode elektroonikasüsteemid kipuvad integreerima mitu funktsionaalset moodulit ühele trükkplaadile, et vähendada suurust, kulusid ja parandada süsteemi üldist töökindlust. Näiteks võivad autode teabe- ja meelelahutussüsteemid integreerida selliseid funktsioone nagu navigeerimine, multimeedia taasesitus, Bluetooth-side jne, mis eeldab, et trükkplaadid mahutavad mitut tüüpi kiipe ja vooluahelaid ning pakuvad head platvormi signaalide interaktsiooniks erinevate funktsionaalsete moodulite vahel. Sel juhul on sobivate PCB kihtide ja struktuuridega võimalik saavutada erinevate funktsionaalsete piirkondade isoleerimine ja ühendamine, vältides vastastikust sekkumist. Geoloogilise ja toitekihi mõistlikul jagamisel ning mitmekihilise juhtmestiku kasutuselevõtmisel saab erinevat tüüpi vooluahelaid, nagu RF-ahelad, digitaalsed vooluringid ja analoogskeemid, tõhusalt kokku integreerida, tagades samal ajal, et ahela iga osa jõudlust ei mõjutata.
2, elektrilise jõudluse nõuete ning trükkplaadi kihtide ja struktuuri vaheline seos
(1) Signaali terviklikkus
Kui trükkplaatidel{0}}edastatakse kiireid digitaalsignaale, mõjutavad neid kergesti sellised tegurid nagu peegeldus ja ülekõla, mis põhjustab signaali terviklikkuse probleeme. Signaali kvaliteedi tagamiseks on hea impedantsi sobitamise ja signaali varjestuse saavutamiseks vajalik mitmekihiline trükkplaadi struktuur. Näiteks sõidukile paigaldatud Etherneti sidesüsteemis võib kiirete-signaalide edastuskiirus ulatuda 100 Mbps või isegi kõrgemale. Sel juhul tuleb kasutada mitut kihti trükkplaate ja kihid peavad olema signaalikihtide vahel mõistlikult paigutatud, et moodustada terviklik varjestusstruktuur, mis vähendab väliste häirete mõju signaalile. Samal ajal tagatakse ülekandeliini iseloomuliku impedantsi täpse juhtimisega signaali peegelduskoefitsient vastuvõetavas vahemikus, tagades seeläbi täpse andmeedastuse ning vältides andmekadu või signaali terviklikkuse probleemidest tingitud vigu.
(2) Toite terviklikkus
Erinevad autode elektroonikasüsteemide kiibid ja vooluringid nõuavad toiteallika kõrget stabiilsust. Mitmekihilised PCB-d võivad pakkuda madala impedantsiga ülekandeteid toiteallikatele läbi spetsiaalsete toite- ja maakihi konstruktsioonide, vähendades võimsusmüra ja pingekõikumisi.
3, trükkplaadi kihi ja struktuuri valik töökindlusnõuete all
(1) Soojusjuhtimine
Autode elektroonikaseadmed tekitavad töötamise ajal soojust, eriti toiteseadmed, nagu mootori juhtseadmete ja autolaadijate jõuajamid. Liigne kuumus võib mõjutada elektrooniliste komponentide jõudlust ja eluiga, seega tuleks trükkplaatide kihtide arvu ja struktuuri puhul arvestada soojusjuhtimise nõuetega. Mitmekihilised trükkplaadid võivad aidata soojust sisemiste metallikihtide kaudu hajutada.
(2) Mehaaniline tugevus ja vibratsioonivastane jõudlus
Autod puutuvad töö ajal kokku erineva vibratsiooni ja löökidega, mis nõuab PCB-del piisavat mehaanilist tugevust ja vibratsioonivastast jõudlust. Tänu mitme-kihilise struktuuri vastastikusele toele võivad mitmekihilised trükkplaadid teatud määral parandada üldist mehaanilist tugevust. Samal ajal saab trükkplaadi disainis selle vibratsioonivastast võimet veelgi parandada, lisades kinnitusavasid, optimeerides välismõõtmeid ja valides sobivad materjalid. Näiteks mootorsõidukite šassii juhtimissüsteemide trükkplaatide konstruktsioonis võib mitmekihiliste jäikade trükkplaatide kasutamine koos spetsiaalsete tugevdusmeetmetega tagada, et trükkplaadil ei teki karmis vibratsioonikeskkonnas selliseid tõrkeid nagu jooteühenduste pragunemine ja vooluringi purunemine, tagades süsteemi usaldusväärse töö.
4, kulupiirangud ja kompromiss-trükkplaadi kihtide ja struktuuri vahel
(1) Kihtide arvu suurendamise mõju kuludele
Kuigi mitmekihilistel trükkplaatidel on jõudluse ja funktsionaalse rakendamise eelised, võib kihtide arvu suurendamine kaasa tuua tootmiskulude suurenemise. See kajastub peamiselt materjalikuludes, töötlemistehnoloogia kuludes ja tootmistsüklites. Iga täiendava trükkplaadi kihi jaoks on vaja lisamaterjale, nagu vask-plakeeritud laminaadid ja poolkõvastunud lehed. Samal ajal on mitmekihiliste trükkplaatide töötlemistehnoloogia keerukam, nõudes täpsemaid seadmeid ja rohkem töötlemisetappe, nagu mitmekihiline lamineerimine, puurimine, galvaniseerimine jne, mis suurendab tootmiskulusid ja tootmistsükleid. Seetõttu tuleks trükkplaadi konstruktsiooni optimeerida nii palju kui võimalik, et vältida kihi tarbetut suurenemist ja kontrollida kulusid, täites küll autode elektroonikasüsteemide jõudlusnõudeid.
(2) Kulude vähendamise võimalus struktuuri optimeerimise kaudu
Trükkplaadi struktuuri valides ja optimeerides saab kulusid teatud määral vähendada. Lisaks võib trükkplaatide välismõõtmete ja monteerimismeetodite optimeerimine parandada plaatide kasutamist ja vähendada tõhusalt materjalikulusid. Samal ajal võib juhtmestiku ja komponentide paigutuse mõistlik planeerimine, vähendades läbipääsude arvu ja kihte, mitte ainult parandada tootmise efektiivsust, vaid ka vähendada töötlemiskulusid.