Los factores que pueden causar fallas en la PCB en la producción de PCB para automóviles, las cargas ambientales comunes y el ensamblaje de PCB y sus posibles modos de falla son los siguientes:

Posibles modos de falla

• Agujeros pasantes enchapados o grietas internas de cobre
• Grietas en la capa exterior de cobre
• Grietas de microvía
• Grietas semicuradas
• Grieta de máscara de soldadura

Migración electroquímica en la superficie de PCB

• Carga ambiental de PCB
• Ciclos de temperatura y almacenamiento
• flexión
• choque
• humedad
• Combinación de varias cargas.

• Tecnología de laminación

Los factores anteriores afectarán la confiabilidad de la fabricación de PCB para automóviles. Para fabricar PCB automotrices de alta calidad, comprendamos los requisitos de rendimiento de los PCB automotrices y cómo probarlos para garantizar una alta calidad.

Tamaño compacto y ligero

Reducir razonablemente el tamaño y el peso del automóvil puede ahorrar más combustible, electricidad, energía y mejorar la protección del medio ambiente. Por lo tanto, el tamaño del automóvil es cada vez más compacto. Debido a la reducción del tamaño general del automóvil, la PCB del automóvil inevitablemente se volverá más compacta y liviana.

Alta fiabilidad

La alta confiabilidad de la PCB automotriz significa que dentro de la vida útil normal de la automotriz, la PCB puede mantener un buen rendimiento estable frente a diferentes entornos complejos. En otras palabras, las PCB para automóviles deben poder soportar una variedad de interfaces ambientales, incluida la resistencia a la humedad, al agua, al calor, a la corrosión, a las vibraciones y a las interferencias electromagnéticas.

La confiabilidad de la PCB automotriz está estrechamente relacionada con nuestra seguridad, por lo que se deben pasar varias pruebas de confiabilidad cuando se fabrican PCB automotrices. Los PCB automotrices en diferentes ubicaciones requieren diferentes pruebas de confiabilidad. Las pruebas comunes incluyen:

1) Prueba de choque térmico

Los PCB automotrices normalmente deben funcionar en un entorno de alta temperatura causado por el calor externo o la alta temperatura del calor autogenerado. Los PCB automotrices deben resistir el impacto de los cambios repentinos de calor, y debemos realizar pruebas de choque térmico en los PCB automotrices.

2) Prueba de ciclo térmico

De acuerdo con las diferentes posiciones del automóvil, la prueba del ciclo térmico de PCB tiene diferentes niveles. Las temperaturas de ciclo térmico de PCB comúnmente utilizadas son las siguientes:

3) Prueba de desviación de temperatura y humedad

Los cambios de temperatura y humedad son uno de los factores esenciales que provocan el fallo de las PCB de automoción, aunque los fabricantes de automóviles han tomado diversas medidas para solucionar este problema; como:

• Materiales optimizados
• Auto-calentamiento

Pero el autocalentamiento a menudo solo se usa cuando el automóvil funciona normalmente, si el automóvil no funciona y estuvo estacionado durante días o semanas en un entorno muy duro, como una marea alta, un entorno altamente corrosivo. Luego, la humedad o el gas corrosivo pueden ingresar al interior de los productos electrónicos a través de componentes de compensación de plástico o atmosféricos. Entonces, la humedad también tendrá un impacto significativo en la superficie y la estructura interna de la placa de circuito impreso, lo que hará que falle. Entonces, comprendamos algunos detalles de la falla de PCB causada por la temperatura, la humedad y el sesgo (THB).

La siguiente imagen muestra el crecimiento de cristales conductores durante la condensación de PCB (condensación de agua)

Incluso si no hay condensación, la alta humedad puede provocar un cortocircuito si no se utilizan materiales estrictos. La resistencia de aislamiento de la superficie (SIR) puede disminuir, lo que podría provocar fallas en los componentes electrónicos. El método de EASHUB es comprender a fondo las condiciones de temperatura y humedad dentro de la cubierta protectora (caja de metal o plástico) a través de simulación y pruebas experimentales.

Por otro lado, EASHUB prueba los materiales utilizados (como PCB, dispositivos, fundentes, materiales de interfaz térmica o recubrimientos de conformación) y diseña elementos en diferentes condiciones de temperatura y humedad de acuerdo con el método de prueba SIR en IPC-9202.

EASHUB utiliza un modelo de simulación eficiente para predecir la condición real de la humedad local en la ECU,

Determinamos el SIR del material y el diseño dentro de un recinto cerrado en las condiciones más duras.

Para garantizar que los elementos y materiales de diseño de PCB sean seguros y confiables, asegurando así la confiabilidad de la PCB automotriz durante el ciclo de vida.

Las pruebas de THB deben tener en cuenta la migración CAF del PCB. CAF suele ocurrir entre líneas adyacentes o capas adyacentes, vías, entre vías y líneas, provocando la degradación del aislamiento o incluso cortocircuitos. La resistencia de aislamiento correspondiente depende de la distancia entre vías, líneas y capas.

Tecnología común de PCB para la fabricación de PCB automotrices

Sustrato de alta frecuencia

El sistema de seguridad de frenado predictivo y el sistema anticolisión del automóvil son la primera línea de defensa para nuestra garantía de seguridad. Su sistema electrónico es como un sistema de monitoreo de radar. El PCB automotriz de esta parte del sistema electrónico se utiliza principalmente para transmitir señales de microondas de alta frecuencia. Por lo tanto, además del material de sustrato PTFE, también es necesario utilizar un sustrato con baja pérdida dieléctrica. A diferencia de los materiales FR4, el PTFE o materiales de matriz de alta frecuencia similares requieren velocidades de perforación y velocidades de avance especiales durante el proceso de perforación.

Tecnología de cobre grueso

A medida que los automóviles se desarrollan hacia un tamaño más pequeño y un mayor rendimiento dinámico, los automóviles necesitan utilizar sistemas de transmisión de energía de alta tecnología y sistemas electrónicos más complejos. Los PCB automotrices tienen un mayor rendimiento térmico y pueden soportar picos de corriente más grandes.

Los PCB de cobre grueso de doble capa son relativamente fáciles de fabricar. Sin embargo, los PCB de cobre grueso multicapa son mucho más difíciles de fabricar debido a la complejidad del grabado de imágenes de cobre grueso y los procesos de relleno de vacantes gruesos.

Las rutas internas de la PCB de cobre grueso multicapa son todas de cobre grueso, por lo que la película foto seca de transferencia de patrón también es relativamente gruesa y requiere una resistencia al grabado muy alta. Debido a que el tiempo de grabado del patrón de cobre grueso se vuelve más largo, el equipo y la tecnología de grabado también son más exigentes para garantizar el cableado completo del cobre grueso.

Cuando hacemos la fabricación de cableado de cobre grueso externo, la combinación entre laminar una hoja de cobre relativamente gruesa y modelar una capa de cobre gruesa se puede hacer primero, seguida por el grabado de vacíos de película. Además, la película seca antirrecubrimiento del recubrimiento patrón también debe ser relativamente gruesa.

Además de las dificultades anteriores, también encontramos los siguientes problemas:

• La diferencia de superficie entre el conductor interno de la PCB de cobre grueso multicapa y el material del sustrato aislante es grande.
• La laminación de tablero multicapa ordinaria no se puede llenar completamente con resina y generará cavidades.

Para resolver este problema, deberíamos usar preimpregnados delgados con un alto contenido de resina tanto como sea posible. Si el grosor del cobre del enrutamiento interno en algunas PCB multicapa no es uniforme, podemos usar diferentes preimpregnados en áreas con grandes o pequeñas diferencias en el grosor del cobre.

Tecnología HDI

La comodidad y la buena experiencia del automóvil también están estrechamente relacionadas con los sistemas de entretenimiento y comunicación integrados en el automóvil. Las microcomputadoras de entretenimiento incorporadas en los automóviles a menudo usan PCB HDI.

La tecnología HDI PCB incluye la perforación y galvanoplastia de microagujeros, el posicionamiento de laminación y otros procesos. Debido al rápido desarrollo de la tecnología automotriz, cada vez más aplicaciones comunes en la vida se integran en los sistemas automotrices. Por lo tanto, con el aumento de los sistemas electrónicos automotrices, es probable que se utilicen más PCB para cumplir mejor con los requisitos de los automóviles de alta calidad.

incrustación de componentes

Para reducir el tamaño de los componentes, se debe aumentar la densidad de ensamblaje de la PCB. Los PCB con componentes integrados se usan ampliamente no solo en teléfonos móviles sino también en electrónica automotriz.

De acuerdo con los diferentes métodos de integración de componentes, los métodos de fabricación de PCB integradas en componentes también son diferentes. Existen principalmente cuatro métodos de fabricación para componentes integrados de PCB utilizados en sistemas electrónicos de automoción:

• Tipo de excavación
• Tipo de laminación
• Tipo de cerámica
• Tipo de módulo

Lo anterior es la tecnología de suministro comúnmente utilizada en la fabricación de PCB para automóviles, así que, ¿cómo elegir un fabricante confiable de PCB para automóviles?