Įvadas: Techniniai iššūkiai automobilių elektronikoje ir„Capel's Innovations“

Autonominiam vairavimui vystantis link L5 lygio, o elektromobilių (EV) akumuliatorių valdymo sistemoms (BMS) reikalaujant didesnio energijos tankio ir saugumo, tradicinėms PCB technologijoms sunku išspręsti svarbiausias problemas:

• Terminio išbėgimo rizikaECU mikroschemų rinkiniai suvartoja daugiau nei 80 W energijos, o vietinė temperatūra siekia 150 °C.
• 3D integracijos ribosBMS reikia daugiau nei 256 signalo kanalų, kurių plokštės storis yra 0,6 mm.
• Vibracijos gedimaiAutonominiai jutikliai turi atlaikyti 20G mechaninius smūgius
• Miniatiūrizacijos reikalavimaiLiDAR valdikliams reikalingas 0,03 mm takelio plotis ir 32 sluoksnių išdėstymas

„Capel Technology“, pasitelkdama 15 metų mokslinių tyrimų ir plėtros patirtį, pristato transformuojantį sprendimą, apjungiantįdidelio šilumos laidumo PCB(2,0 W/mK),aukštai temperatūrai atsparių PCB(-55°C~260°C)ir32 sluoksniųHDI užkastas/uždengtas technologija(0,075 mm mikroperforacijos).

1 skyrius: Autonominio vairavimo valdymo valdymo blokų (ECU) šiluminio valdymo revoliucija

1.1 ECU terminiai iššūkiai

• „Nvidia Orin“ lustų rinkinio šilumos srauto tankis: 120 W/cm²
• Įprastiniai FR-4 substratai (0,3 W/mK) sukelia 35 % lustų sandūros temperatūros viršijimą
• 62 % ECU gedimų kyla dėl šiluminio įtempio sukelto litavimo nuovargio

1.2 „Capel“ terminio optimizavimo technologija

Medžiagų inovacijos:

• Nanoaliuminio oksidu sustiprinti poliimido substratai (šilumos laidumas 2,0 ± 0,2 W/mK)
• 3D varinių stulpelių matricos (400 % padidintas šilumos išsklaidymo plotas)

Proceso proveržiai:

• Lazerinis tiesioginis struktūrizavimas (LDS) optimizuotiems šiluminiams keliams
• Hibridinis klojimas: 0,15 mm itin plonas varis + 2 uncijos storio vario sluoksniai

Našumo palyginimas:

2 skyrius: BMS laidų revoliucija su 32 sluoksnių HDI technologija

2.1 Pramonės problemos, susijusios su BMS projektavimu

• 800 V platformoms reikalingi daugiau nei 256 elementų įtampos stebėjimo kanalai
• Įprastiniai dizainai viršija erdvės ribas 200 %, o varžos neatitikimas yra 15 %.

2.2 „Capel“ didelio tankio sujungimo sprendimai

Stackup inžinerija:

• 1+N+1 bet kokio sluoksnio HDI struktūra (32 sluoksniai, kurių storis 0,035 mm)
• ±5 % diferencinės varžos valdymas (10 Gbps didelės spartos signalai)

„Microvia“ technologija:

• 0,075 mm lazeriu neapsaugotos kiaurymių angos (12:1 kraštinių santykis)
• <5 % dengimo tuštumų rodiklis (atitinka IPC-6012B 3 klasę)

Lyginamieji rezultatai:

3 skyrius: Patikimumas ekstremaliomis sąlygomis – MIL-SPEC sertifikuoti sprendimai

3.1 Aukštos temperatūros medžiagų charakteristikos

• Stiklėjimo temperatūra (Tg): 280 °C (IPC-TM-650 2,4,24 °C)
• Skilimo temperatūra (Td): 385 °C (5 % svorio netekimas)
• Terminio smūgio atsparumas: 1000 ciklų (-55°C↔260°C)

3.2 Nuosavybės teise saugomos apsaugos technologijos

• Plazma skiepyta polimerinė danga (1000 val. atsparumas druskos rūkui)
• 3D EMI ekranavimo ertmės (60 dB slopinimas esant 10 GHz dažniui)

4 skyrius: Atvejo analizė – bendradarbiavimas su 3 geriausiais pasaulyje elektromobilių originalios įrangos gamintojais (OEM)

4.1 800 V BMS valdymo modulis

• Iššūkis: integruoti 512 kanalų automatinį našųjį efektą (AFE) 85 × 60 mm erdvėje.
• Sprendimas:
  1. 20 sluoksnių standžiai lanksti PCB plokštė (3 mm lenkimo spindulys)
  2. Įterptinis temperatūros jutiklių tinklas (0,03 mm žymėjimo plotis)
  3. Lokalizuotas metalinio šerdies aušinimas (0,15 °C·cm²/W šiluminė varža)

4.2 L4 autonominis domeno valdiklis

• Rezultatai:
  • 40 % energijos sumažinimas (72 W → 43 W)
  • 66 % mažesnis dydis, palyginti su įprastais modeliais
  • ASIL-D funkcinio saugos sertifikatas

5 skyrius: Sertifikatai ir kokybės užtikrinimas

„Capel“ kokybės sistema viršija automobilių pramonės standartus:

• MIL-SPEC sertifikatasAtitinka GJB 9001C-2017
• Automobilių atitiktisIATF 16949:2016 + AEC-Q200 patvirtinimas
• Patikimumo testavimas:
  • 1000 val. HAST (130 °C / 85 % santykinis oro drėgnumas)
  • 50G mechaninis smūgis (MIL-STD-883H)

Išvada: naujos kartos PCB technologijos planas

Capel yra novatoriškas:

• Įterptieji pasyvieji komponentai (sutaupo 30 % vietos)
• Optoelektroninės hibridinės spausdintinės plokštės (0,2 dB/cm nuostoliai esant 850 nm bangos ilgiui)
• Dirbtiniu intelektu paremtos DFM sistemos (15 % didesnis našumas)

Susisiekite su mūsų inžinerijos komandašiandien kartu kurti individualius PCB sprendimus jūsų naujos kartos automobilių elektronikai.