Según las estadísticas relativas a los campos y aplicaciones de la electrónica tradicional (como computadoras, comunicaciones y productos de consumo), se están acercando a la saturación. Incluso los teléfonos inteligentes, que se consideraban en rápido crecimiento, están sufriendo una disminución. Sin embargo, la electrónica automotriz es una excepción.
El principal impulso del vertiginoso crecimiento de la electrónica automotriz proviene de la mayor demanda de componentes electrónicos que deben aplicarse a los vehículos, abarcando desde el cambio manual hasta el cambio automático, desde la radio FM hasta el reproductor de video, aire acondicionado, elevalunas eléctricos, control del motor, control de crucero, airbag, GPS, iluminación LED, control automático de velocidad y distancia, registrador de conducción e incluso vehículos de conducción autónoma, etc.
La electrónica automotriz abarca una gama tan amplia de aplicaciones que los dispositivos electrónicos se utilizan en todas las partes de un vehículo. Además de las secciones electrónicas tradicionales, la electrónica automotriz también incluye sistemas informáticos controlados digitalmente, equipos de comunicación móvil a bordo, sistemas de audio para vehículos, sistemas de video y aire acondicionado, etc. El rendimiento y la implementación de funciones de todos estos sistemas dependen de las PCB (placas de circuito impreso), cuya fiabilidad finalmente contribuye a, o incluso determina, el rendimiento de los vehículos automotores.
Tendencia de desarrollo de la electrónica automotriz
Se ha estimado que la cuota de mercado de los sistemas electrónicos automotrices aumentará un 6,3% en 2019 y que la CAGR (tasa de crecimiento anual compuesta) alcanzará el 6,4% durante el período de 2017 a 2021, mostrando una velocidad superior a la de otros sistemas electrónicos. Además, la cuota de mercado de la electrónica automotriz dentro del mercado total de la electrónica ha ido aumentando anualmente y se estima que alcanzará el 9,9% en 2021 desde el 9,1% registrado en 2017.
La electrónica automotriz global alcanzó los 206,33 mil millones de dólares estadounidenses en 2016 y, para el año 2024, se estima que la cifra superará los 395,91 mil millones de dólares estadounidenses, con una CAGR de aproximadamente el 6,9%.
Requisito Exigente para la Futura PCB Automotriz
Debido a la particularidad de las funciones de los vehículos automotrices y a los entornos extremos en los que operarán, las PCB automotrices deben ser compatibles con los requisitos de la industria automotriz tanto en calidad como en fiabilidad, desempeñando un papel crucial en el sistema electrónico.
Los requisitos especiales que deben cumplir las PCB automotrices incluyen temperatura, humedad, vibración, alta potencia y corriente, alto calor, alta frecuencia, señales de alta velocidad, alta densidad y miniaturización. Por lo tanto, los exigentes requisitos de las PCB automotrices incluyen los siguientes elementos:
• Alta temperatura
• Alta humedad
• Alta velocidad
• Alta estabilidad
Sin embargo, cuando se trata de vehículos eléctricos, el requisito debe ser más alto. Los vehículos eléctricos tienen que ser capaces de soportar corrientes tan altas como de varios cientos de amperios de forma constante durante aproximadamente 1 millón de horas y tensiones tan altas como 1.000 voltios. Las PCB automotrices que funcionan en vehículos autónomos deben ser capaces de soportar tensiones tan altas como de varios cientos de voltios para garantizar su fiabilidad.
Para servir mejor a los vehículos autónomos, las PCB automotrices deben cumplir requisitos más altos en numerosas tecnologías de fabricación. Se debe aumentar el número de capas. El ancho de línea, el espaciado y el diámetro de los orificios pasantes deben reducirse para ser compatibles con un tamaño más pequeño. La superficie de cobre en la placa de circuito debe incrementarse para disipar más calor a tiempo. Para cumplir requisitos más altos en términos de alta velocidad y alta frecuencia, se debe mejorar el control de impedancia y aplicar nuevos materiales con el fin de que la PCB alcance una alta velocidad de funcionamiento.
Las altas velocidades y altas frecuencias son necesarias en las PCB automotrices para completar la transmisión de señales entre las secciones interiores de los vehículos y el entorno exterior. Por ejemplo, la interconexión o el reconocimiento de imágenes alcanzarán en el futuro velocidades de hasta 10 GHz y el radar de alta velocidad operará a frecuencias de hasta 77 GHz. Por lo tanto, las PCB automotrices no solo deben ofrecer una excelente integridad de señal e integridad de potencia, sino también una compatibilidad electromagnética (EMC) de alta calidad. Además, el material debe seleccionarse estrictamente. Más allá del rendimiento eléctrico, debe garantizarse la estabilidad del material en términos de temperatura, humedad y voltaje de polarización.
En lo que respecta a los dispositivos más cercanos a la fuente de calor en los vehículos, es bastante habitual que alcancen una temperatura de funcionamiento de hasta 120 ℃. Por ejemplo, los LED automotrices (diodos emisores de luz) requieren materiales de sustrato flexibles con una alta capacidad de disipación de calor. Los sistemas avanzados de detección de seguridad exigen requisitos cada vez más altos tanto en el ciclo térmico como en la transferencia eléctrica entre líneas finas. A medida que las aplicaciones avanzadas de electrónica automotriz se vuelven más complejas y miniaturizadas, la densidad de las PCB aumentará mientras que el tamaño de las PCB disminuirá.
