D’après les statistiques concernant les domaines et les applications de l’électronique traditionnelle (comme l’informatique, les communications, le grand public), ils approchent de la saturation. Même les smartphones, qui étaient considérés comme connaissant une forte croissance, subissent un déclin. Cependant, l’électronique automobile fait exception.
Le principal moteur de l’essor fulgurant de l’électronique automobile provient de la demande croissante en composants électroniques devant être intégrés aux véhicules, allant du passage de la boîte manuelle à la boîte automatique, de la radio FM au lecteur vidéo, en passant par la climatisation, les vitres électriques, le contrôle moteur, le régulateur de vitesse, l’airbag, le GPS, l’éclairage LED, le contrôle automatique de la vitesse et de la distance, l’enregistreur de conduite, voire même les véhicules à conduite autonome, etc.
L’électronique automobile couvre un éventail d’applications si vaste que des dispositifs électroniques sont utilisés dans toutes les parties d’un véhicule. Outre les sections électroniques traditionnelles, l’électronique automobile comprend également des systèmes informatiques à commande numérique, des équipements de communication mobile embarqués, des systèmes audio pour véhicules, des systèmes vidéo et des climatiseurs, etc. Les performances et la mise en œuvre des fonctions de tous ces systèmes dépendent des PCB (circuits imprimés), dont la fiabilité contribue en fin de compte, voire détermine, les performances des véhicules automobiles.
Tendance de développement de l’électronique automobile
On estime que la part de marché des systèmes électroniques automobiles augmentera de 6,3 % en 2019 et que le TCAC (taux de croissance annuel composé) atteindra 6,4 % sur la période de 2017 à 2021, affichant une vitesse de croissance supérieure à celle des autres systèmes électroniques. De plus, la part de marché de l’électronique automobile dans l’ensemble du marché de l’électronique augmente chaque année et on estime qu’elle atteindra 9,9 % d’ici 2021, contre 9,1 % en 2017.
L’électronique automobile mondiale a atteint 206,33 milliards de dollars américains en 2016 et, d’ici 2024, il est estimé que ce chiffre dépassera 395,91 milliards de dollars américains, avec un TCAC d’environ 6,9 %.
Exigence stricte pour les futurs PCB automobiles
En raison des particularités des fonctions des véhicules automobiles et des environnements extrêmes dans lesquels ils opèrent, les circuits imprimés automobiles doivent être conformes aux exigences de l’industrie automobile en matière de qualité et de fiabilité, jouant un rôle crucial dans le système électronique.
Les exigences particulières auxquelles les circuits imprimés automobiles doivent répondre incluent la température, l’humidité, les vibrations, la puissance et le courant élevés, la chaleur élevée, la haute fréquence, les signaux à grande vitesse, la haute densité et la miniaturisation. Par conséquent, les exigences rigoureuses imposées aux circuits imprimés automobiles comprennent les éléments suivants :
• Haute température
• Forte humidité
• Grande vitesse
• Haute stabilité
Cependant, lorsqu’il s’agit de véhicules électriques, l’exigence doit être plus élevée. Les véhicules électriques doivent être capables de supporter en continu des courants pouvant atteindre plusieurs centaines pendant environ 1 million d’heures, ainsi que des tensions pouvant atteindre 1 000 volts. Les circuits imprimés automobiles utilisés pour les voitures autonomes doivent être capables de résister à des tensions pouvant atteindre plusieurs centaines afin de garantir leur fiabilité.
Pour mieux répondre aux besoins des véhicules autonomes, les circuits imprimés automobiles doivent satisfaire à des exigences plus élevées dans de nombreuses technologies de fabrication. Le nombre de couches doit être augmenté. La largeur de ligne, l’espacement et le diamètre des trous traversants doivent être réduits afin d’être compatibles avec des dimensions plus petites. La surface de cuivre sur le circuit imprimé doit être augmentée afin de dissiper davantage de chaleur en temps voulu. Pour atteindre des exigences plus élevées en termes de haute vitesse et de haute fréquence, le contrôle d’impédance doit être renforcé et de nouveaux matériaux doivent être appliqués afin de permettre au circuit imprimé d’atteindre une vitesse de fonctionnement élevée.
Une grande vitesse et une haute fréquence sont nécessaires pour que les PCB automobiles assurent la transmission des signaux entre les sections intérieures des véhicules et leur environnement extérieur. Par exemple, l’interconnexion ou la reconnaissance d’images atteindront une vitesse pouvant aller jusqu’à 10 GHz à l’avenir, et les radars haute vitesse fonctionneront à une fréquence pouvant atteindre 77 GHz. Ainsi, les PCB automobiles doivent non seulement présenter une excellente intégrité du signal et une excellente intégrité de la puissance, mais aussi une CEM (Compatibilité Électromagnétique) de haute qualité. De plus, les matériaux doivent être sélectionnés de manière stricte. Outre les performances électriques, la stabilité des matériaux doit être garantie en termes de température, d’humidité et de tension de polarisation.
En ce qui concerne les dispositifs les plus proches de la source de chaleur dans les véhicules, il est tout à fait courant qu’ils atteignent une température de fonctionnement pouvant aller jusqu’à 120 °C. Par exemple, les LED automobiles (diodes électroluminescentes) exigent un matériau de substrat flexible doté d’une grande capacité de dissipation thermique. Les systèmes avancés de détection de sécurité imposent des exigences de plus en plus élevées à la fois sur le cycle thermique et sur le transfert électrique entre les lignes fines. À mesure que les applications électroniques automobiles avancées deviennent plus complexes et miniaturisées, la densité des PCB augmentera tandis que leur taille diminuera.
