Autode elektroonikasüsteemide tähtsus kogu sõidukis kasvab iga päevaga. Alates täiustatud juhiabisüsteemidest (ADAS) kuni autode meelelahutussüsteemideni on elektroonilised komponendid muutunud kaasaegsete autode asendamatuks osaks. Elektrooniliste komponentide põhikandjana mõjutab trükkplaatide jõudlus otseselt autode elektroonikasüsteemide töökindlust, stabiilsust ja eluiga. Autotööstuse elektrooniliste trükkplaatide töökeskkond on aga äärmiselt karm, sealhulgas kõrge temperatuur, vibratsioon, niiskus, keemiline korrosioon jne, mis seab trükkplaatide materjalide valikule äärmiselt kõrged nõudmised.
1, Autotööstuse elektrooniliste trükkplaatide materjalide valik
Substraadi valik
Substraat on trükkplaatide põhikomponent ja selle jõudlus mõjutab otseselt trükkplaatide kuumuskindlust, mehaanilist tugevust, elektrilist jõudlust ja kohanemisvõimet keskkonnaga. Tavaliselt kasutatavad autotööstuses kasutatavad elektroonilised trükkplaatide substraadid on järgmised:
Epoksüvaik klaaskiud (FR-4)
FR-4 on praegu üks laialdaselt kasutatavaid trükkplaatide substraate, millel on hea mehaaniline tugevus ja elektriline jõudlus ning madal hind. FR-4 on aga kehva kuumakindlusega ja selle pikaajaline töötemperatuur ei ületa tavaliselt 130 kraadi C. Seetõttu ei ole FR-4 kõrgema töötemperatuuriga autode elektroonikasüsteemide jaoks parem valik.
Polüimiid (PI)
Polüimiidsubstraadil on suurepärane kuumakindlus, keemiline vastupidavus ja mehaanilised omadused. Pikaajalised töötemperatuurid ulatuvad üle 260 °C. Lisaks on polüimiidsubstraadi dielektriline konstant suhteliselt madal, mistõttu on see sobiv kiireks-signaali edastamiseks. Kuid polüimiidsubstraatide kõrge hind ja töötlemisraskused piiravad nende kasutamist teatud kasutusstsenaariumides.
Polütetrafluoroetüleen (PTFE)
Polütetrafluoroetüleensubstraadil on äärmiselt madal dielektriline konstant ja dielektriline kadu, mis muudab selle sobivaks kõrgsageduslikuks{0}}signaali edastamiseks. Lisaks on PTFE-substraadil hea kuumakindlus ja keemiline stabiilsus. Siiski on PTFE-substraatide mehaaniline tugevus madal ja neid on raske töödelda ning neid kombineeritakse tavaliselt nende mehaaniliste omaduste parandamiseks muude tugevdusmaterjalidega, näiteks klaaskiududega.
Kõrge temperatuuriga epoksüvaik (kõrge Tg FR-4)
Kõrge klaasistumistemperatuuriga (Tg) epoksüvaigust aluspinnad on autoelektroonika valdkonnas levinud valik. Üldiselt võivad epoksüvaigust aluspinnad, mille Tg on kõrgem kui 170 °C, vastata enamiku autode elektroonikasüsteemide nõuetele. Võrreldes tavalise FR-4-ga on kõrge Tg-ga FR-4 substraatidel kõrgem kuumuskindlus ja mehaaniline tugevus, kuid ka hind on suhteliselt kõrge.
2, Kattematerjali valik
Kattekihi materjali kasutatakse peamiselt trükkplaatide pinna kaitsmiseks, mehaaniliste vigastuste ja keemilise korrosiooni vältimiseks. Autotööstuse elektrooniliste trükkplaatide puhul tuleks kattekihi materjalide valimisel arvesse võtta järgmisi tegureid:
kõrge -temperatuurikindlus
Kattematerjal peab suutma säilitada stabiilse töö kõrge temperatuuriga keskkondades, vältides pehmenemist, deformeerumist või koorumist kõrgel temperatuuril.
Keemiline korrosioonikindlus
Kattematerjal peab olema suurepärase keemilise korrosioonikindlusega, et vältida korrosiooni niiskes või vihmases keskkonnas.
mehaaniline tugevus
Kattematerjalil peab olema piisav mehaaniline tugevus, et vältida pragunemist või koorumist vibratsiooni või löögi mõjul.
Levinud kattekihi materjalide hulka kuuluvad polüimiidkatted, akrüülvaigust katted ja epoksüvaikkatted. Polüimiidkatetel on suurepärane kõrge temperatuuritaluvus ja keemiline stabiilsus, kuid nende maksumus on suhteliselt kõrge; Akrüülvaigukate on madalama hinnaga, kuid halb kõrge temperatuuritaluvus; Epoksiidvaigukattel on hea terviklik jõudlus ja see sobib enamiku autode elektroonikarakenduste jaoks.
3, juhtivate materjalide valik
Juhtivate materjalide valik mõjutab peamiselt trükkplaatide elektrilist jõudlust ja korrosioonikindlust. Levinud juhtivate materjalide hulka kuuluvad vaskfoolium ja nikkelkuldamine.
vaskfoolium
Vaskfoolium on trükkplaatides sageli kasutatav juhtiv materjal, millel on hea juhtivus ja mehaanilised omadused. Vaskfoolium on aga vastuvõtlik keemilisele korrosioonile, eriti niiskes keskkonnas. Seetõttu vajab autotööstuse elektroonilistes trükkplaatides vaskfoolium korrosioonikindluse parandamiseks tavaliselt pinnatöötlust, näiteks nikeldamist, tinatamist jne.
Nikkelkuldne kate
Nikkelkuldkattel on suurepärane korrosiooni- ja kulumiskindlus, mis sobib kasutamiseks kõrge niiskusega või keemiliselt söövitavas keskkonnas. Nikkelkuldamise hind on aga kõrge ja protsess keerukas, seda kasutatakse tavaliselt kõrgekvaliteediliste-autode elektrooniliste trükkplaatide puhul.