El rápido desarrollo de la industria electrónica impulsa a numerosas industrias a un rápido progreso. En los últimos años se ha sido testigo de aplicaciones cada vez más amplias de los productos electrónicos en la industria automotriz. La industria automotriz tradicional se esforzaba más en la mecánica, la potencia, la hidráulica y la transmisión. La industria automotriz moderna, sin embargo, depende más de las aplicaciones electrónicas, que están desempeñando un papel cada vez más importante y potencial en los automóviles. La electrificación automática se utiliza por completo en el manejo, la detección, la transmisión de información y el registro, lo que nunca podría lograrse sin las placas de circuito impreso (PCB). Debido a las demandas de modernización y digitalización de los automóviles, junto con las exigencias humanas de seguridad, comodidad, operación sencilla y digitalización de los vehículos, las PCB se han aplicado ampliamente en la industria automotriz, abarcando desde PCB ordinarias de una sola capa, PCB de doble capa hasta complejas PCB multicapa o hastaPCB de interconexión de alta densidad (HDI)que posiblemente incorporan microvías ciegas entre capas o capas de doble apilamiento.
Para lograr una alta fiabilidad y seguridad de las PCB HDI automotrices, el fabricante de PCB HDI debe cumplir con rigurosas estrategias y medidas, que es el punto principal en el que se centrará este artículo.
Tipo de PCB automotriz
Entre las placas de circuito automotrices, existen PCB tradicionales de una sola capa, de doble capa y multicapa, mientras que en los últimos años se han aplicado ampliamente las PCB HDI, que se han convertido en la primera opción para los productos electrónicos automotrices. Existe una diferencia esencial entre las PCB HDI ordinarias y las PCB HDI para automoción: las primeras enfatizan la practicidad y las múltiples funciones, sirviendo a la electrónica de consumo, mientras que las segundas buscan la fiabilidad, la seguridad y la alta calidad.
Es necesario ilustrar que, dado que los automóviles abarcan una amplia clasificación de vehículos como coches, camiones o furgones, que requieren distintas exigencias para diferentes expectativas de rendimiento y funciones, las normativas y medidas que se tratarán en este artículo son solo algunas reglas de aplicación universal, excluyendo esos casos especiales.
Clasificación y aplicaciones de las PCB HDI automotrices
Los PCB HDI pueden clasificarse en PCB HDI de una sola capa, PCB de construcción de doble capa y PCB de construcción de tres capas. Aquí, capa se refiere a la capa de preimpregnado.
Los productos electrónicos automotrices suelen aplicarse en dos categorías:
a. Dispositivos de control electrónico automotriz que no funcionarán de manera efectiva hasta que cooperen con los sistemas mecánicos de los vehículoscomo el motor, el chasis y el control digital del vehículo, específicamente el sistema de inyección electrónica de combustible, el sistema de frenos antibloqueo (ABS), el control antideslizamiento (ASC), el control de tracción, la suspensión de control electrónico (ECS), la transmisión automática electrónica (EAT) y la dirección asistida electrónica (EPS).
b. Dispositivos automotrices a bordo que pueden utilizarse de forma independiente en el entorno automotriz y que no tienen nada que ver con el rendimiento del automóvilincluyendo el sistema de información automotriz o computadora de a bordo, sistema GPS, sistema de video automotriz, sistema de comunicación a bordo y equipos de Internet, cuyas funciones son implementadas por dispositivos compatibles con PCB HDI que se encargan de la transmisión de señales y de numerosos controles.
Requisitos para fabricantes de PCB HDI automotrices
Debido a la alta fiabilidad y seguridad de las PCB HDI automotrices,fabricantes de PCB HDI automotricestienen que ajustarse al requisito de alto nivel:
a. Los fabricantes de PCB HDI para automoción deben ceñirse a un sistema de gestión integrado y a un sistema de gestión de la calidadque desempeñan un papel clave en juzgar o respaldar el nivel de gestión deFabricantes de PCB. Algunos sistemas no pueden ser propiedad de los fabricantes de PCB hasta que sean identificados mediante autenticación de terceros. Por ejemplo, los fabricantes de PCB para automoción deben estar certificados por ISO9001 e ISO/TS16949.
b. Los fabricantes de PCB HDI deben estar equipados con tecnologías sólidas y una alta capacidad de fabricación HDIEspecíficamente, los fabricantes especializados en la fabricación de placas de circuito automotrices deben producir placas con un ancho/espaciado de línea de al menos 75 μm/75 μm y una construcción de dos capas. Se acepta que el fabricante de PCB HDI debe contar con un índice de capacidad del proceso (CPK) de al menos 1,33 y una capacidad de fabricación del equipo (CMK) de al menos 1,67. No se permite realizar modificaciones en la fabricación posterior a menos que se obtenga la aprobación y confirmación de los clientes.
c. Los fabricantes de PCB HDI para automoción tienen que seguir las normas más estrictas al seleccionarMaterias primas de PCBya que desempeñan un papel clave en la determinación de la fiabilidad y el rendimiento de las PCB finales.
Requisitos de material para PCB HDI automotrices
• Placa base y prepreg. Son el elemento más fundamental y crítico en la fabricación de PCB HDI para automoción. Cuando se trata de la materia prima de las PCB HDI,placa base y preimpregnadoson consideraciones principales. En general, tanto el núcleo de la placa HDI como la capa dieléctrica son relativamente delgados. Por lo tanto, una capa de preimpregnado es suficiente para utilizarse en placas HDI de consumo. Sin embargo, las PCB HDI para automoción tienen que depender del laminado de al menos dos capas de preimpregnado, porque una sola capa de preimpregnado posiblemente conduce a una reducción de la resistencia de aislamiento si se produce una cavidad o un adhesivo insuficiente. Posteriormente, el resultado final puede ser la falla de toda la placa o del producto.
• Máscara de soldaduraComo capa protectora que cubre directamente la superficie de las placas de circuito, la máscara de soldadura también desempeña un papel importante de la misma relevancia que el núcleo de la placa y el prepreg. Además de proteger los circuitos externos, la máscara de soldadura también cumple una función esencial en la apariencia, la calidad y la fiabilidad de los productos. Como resultado, la máscara de soldadura en las placas de circuito para automoción debe ajustarse a los requisitos más estrictos. La máscara de soldadura tiene que superar múltiples pruebas relacionadas con la fiabilidad, incluidas la prueba de almacenamiento térmico y la prueba de resistencia al desprendimiento.
Pruebas sobre la fiabilidad del material de PCB HDI automotriz
Los fabricantes cualificados de PCB HDI nunca dan por sentada la selección de materiales. En su lugar, deben realizar algunas pruebas sobre la fiabilidad de las placas de circuito. Las principales pruebas relacionadas con la fiabilidad de los materiales de PCB HDI para automoción incluyen la prueba CAF (filamento anódico conductor), la prueba de choque térmico a altas y bajas temperaturas, la prueba de ciclos de temperatura ambiental y la prueba de almacenamiento térmico.
• Prueba CAF. Se implementa para medir la resistencia de aislamiento entre dos conductores. Esta prueba abarca muchos valores de prueba, como la resistencia mínima de aislamiento entre capas, la resistencia mínima de aislamiento entre orificios pasantes, la resistencia mínima de aislamiento entre vías enterradas, la resistencia mínima de aislamiento entre vías ciegas y la resistencia mínima de aislamiento entre circuitos paralelos.
• Prueba de choque térmico de alta y baja temperatura. Esta prueba tiene como objetivo comprobar que la tasa de cambio de resistencia sea inferior a un determinado porcentaje. En concreto, los parámetros mencionados en esta prueba incluyen la tasa de cambio de resistencia entre orificios pasantes, la tasa de cambio de resistencia entre vías enterradas y la tasa de cambio de resistencia entre vías ciegas.
• Prueba de Ciclo de Temperatura AmbientalLas placas que se van a probar deben someterse a un preprocesamiento antes de la soldadura por refusión. Dentro del rango de temperatura de -40°C±3°C a 140°C±2°C, las placas deben mantenerse a la temperatura más baja y a la más alta durante 15 minutos. Como resultado, en las placas de circuito calificadas no se producirán delaminaciones, manchas blancas ni explosiones.
• Prueba de almacenamiento térmico. Esta prueba se centra principalmente en la fiabilidad de la máscara de soldadura, especialmente en su resistencia al desprendimiento. Esta prueba puede considerarse la más estricta en cuanto a la evaluación de la máscara de soldadura.
Según los requisitos de las pruebas presentados anteriormente, pueden surgir algunos riesgos potenciales si el material del sustrato o la materia prima no cumplen con las exigencias de los clientes. Por lo tanto, decidir si se realizan pruebas a los materiales puede ser un elemento crucial para determinar un fabricante de PCB HDI calificado.
Existen muchas estrategias y medidas para evaluar a un fabricante de PCB HDI para automoción, que abarcan desde la autenticación de proveedores de materiales, las condiciones técnicas y la determinación de parámetros durante el proceso, hasta la aplicación de accesorios, etc. En la búsqueda de un fabricante confiable de PCB HDI, estos pueden ser elementos importantes para determinar y evaluar su fiabilidad como referencia.
PCBCart ha estado fabricando PCBs HDI para numerosas empresas durante más de dos décadas. Somos capaces de producir placas de circuito HDI de hasta 24 capas en diversas estructuras. Nuestras placas de circuito se utilizan ampliamente en aplicaciones avanzadas, incluyendo teléfonos móviles, dispositivos con pantalla táctil, computadoras portátiles, cámaras digitales, dispositivos médicos, etc. Puede consultar los siguientes artículos para obtener más información sobre las PCBs HDI y nuestros servicios de producción de PCBs HDI.
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