วิธีประเมินผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์

การพัฒนาอย่างเร่งรีบของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ได้ขับเคลื่อนให้อุตสาหกรรมจำนวนมากก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ตลอดหลายปีที่ผ่านมาได้เห็นการประยุกต์ใช้งานผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในอุตสาหกรรมยานยนต์อย่างแพร่หลายมากขึ้น อุตสาหกรรมยานยนต์แบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่กลไก กำลังไฮดรอลิก และระบบส่งกำลังมากกว่า อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมยานยนต์สมัยใหม่กลับพึ่งพาการประยุกต์ใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้น ซึ่งกำลังมีบทบาทสำคัญและมีศักยภาพเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในยานยนต์ การใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติถูกนำมาใช้ทั้งหมดในด้านการควบคุม การตรวจจับ การส่งผ่านข้อมูล และการบันทึก ซึ่งไม่อาจเกิดขึ้นได้เลยหากปราศจากแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เนื่องจากความต้องการด้านการทำให้ยานยนต์ทันสมัยและเป็นดิจิทัล ตลอดจนความต้องการของมนุษย์ในด้านความปลอดภัย ความสะดวกสบาย การใช้งานที่ง่าย และการทำให้ยานยนต์เป็นดิจิทัล แผงวงจรพิมพ์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ ตั้งแต่แผงวงจรพิมพ์ชั้นเดียวแบบธรรมดา แผงวงจรพิมพ์สองชั้น ไปจนถึงแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นที่ซับซ้อน หรือไปจนถึงแผงวงจรพิมพ์ความหนาแน่นสูง (HDI)ซึ่งอาจมีการใช้วิอาผ่านหลายชั้นแบบบอดหรือโครงสร้างเลเยอร์ซ้อนสองชั้น

เพื่อให้ได้มาซึ่งความเชื่อถือได้สูงและความปลอดภัยของแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI จำเป็นต้องปฏิบัติตามกลยุทธ์และมาตรการที่เข้มงวด ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญที่บทความนี้จะมุ่งเน้น

ประเภทแผงวงจรพิมพ์ยานยนต์

ในบรรดาบอร์ดวงจรยานยนต์ มีทั้งแผ่น PCB ชั้นเดียวแบบดั้งเดิม แผ่น PCB สองชั้น และแผ่น PCB หลายชั้น ขณะเดียวกันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แผ่น PCB แบบ HDI ก็ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายและกลายเป็นตัวเลือกอันดับแรกสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ ความแตกต่างที่สำคัญประการหนึ่งเกิดขึ้นระหว่างแผ่น PCB แบบ HDI ทั่วไปกับแผ่น PCB แบบ HDI สำหรับยานยนต์: แบบแรกเน้นด้านการใช้งานจริงและฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย ใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ในขณะที่แบบหลังมุ่งเน้นด้านความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และคุณภาพสูง

จำเป็นต้องอธิบายให้ชัดเจนว่า เนื่องจากยานยนต์ครอบคลุมการจัดประเภทของยานพาหนะที่หลากหลาย เช่น รถยนต์ รถบรรทุก หรือรถบรรทุกขนาดใหญ่ ซึ่งต้องการข้อกำหนดที่แตกต่างกันตามความคาดหวังด้านสมรรถนะและหน้าที่การใช้งานที่ต่างกัน กฎระเบียบและมาตรการที่จะกล่าวถึงในบทความนี้จึงเป็นเพียงกฎเกณฑ์สำหรับการประยุกต์ใช้ในภาพรวมเท่านั้น โดยไม่รวมถึงกรณีเฉพาะเหล่านั้น

การจำแนกประเภทและการประยุกต์ใช้แผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์

แผงวงจรพิมพ์แบบ HDI สามารถแบ่งออกได้เป็น แผงวงจรพิมพ์ HDI ชั้นเดียว แผงวงจรพิมพ์แบบซ้อนสองชั้น และแผงวงจรพิมพ์แบบซ้อนสามชั้น ที่นี่ “ชั้น” หมายถึงชั้นของพรีเพรก

ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์มักถูกนำไปใช้ในสองประเภท:
a. อุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพจนกว่าจะทำงานร่วมกับระบบกลไกบนยานพาหนะเช่น เครื่องยนต์ แชสซี และการควบคุมดิจิทัลของยานพาหนะ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก (ABS) ระบบป้องกันการลื่นไถล (ASC) ระบบควบคุมการยึดเกาะถนน ระบบกันสะเทือนควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (ECS) ระบบเกียร์อัตโนมัติควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (EAT) และระบบพวงมาลัยเพาเวอร์ควบคุมด้วยอิเล็กทรอนิกส์ (EPS)
b. อุปกรณ์ยานยนต์บนยานพาหนะที่สามารถใช้งานได้อย่างอิสระในสภาพแวดล้อมของยานยนต์และไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับสมรรถนะของยานยนต์รวมถึงระบบสารสนเทศยานยนต์หรือคอมพิวเตอร์รถยนต์ ระบบ GPS ระบบวิดีโอยานยนต์ ระบบสื่อสารบนยานพาหนะ และอุปกรณ์อินเทอร์เน็ต ซึ่งฟังก์ชันต่าง ๆ ถูกใช้งานผ่านอุปกรณ์ที่รองรับแผงวงจรพิมพ์ HDI ซึ่งทำหน้าที่ในการส่งสัญญาณและควบคุมการทำงานจำนวนมาก

ข้อกำหนดสำหรับผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์

เนื่องจากความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยในระดับสูงของแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดในระดับสูง
a. ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ต้องยึดมั่นในระบบการบริหารจัดการแบบบูรณาการและระบบการจัดการคุณภาพที่มีบทบาทสำคัญในการตัดสินหรือสนับสนุนระดับฝ่ายบริหารผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์บางระบบไม่สามารถถูกยอมรับโดยผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้จนกว่าจะผ่านการรับรองจากหน่วยงานตรวจสอบบุคคลที่สาม ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิต PCB สำหรับยานยนต์จำเป็นต้องได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ISO9001 และ ISO/TS16949
b. ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI จำเป็นต้องมีเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งและความสามารถในการผลิต HDI ระดับสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้ผลิตที่เชี่ยวชาญด้านการผลิตแผงวงจรยานยนต์จะต้องผลิตแผงวงจรที่มีความกว้าง/ระยะห่างของลายวงจรอย่างน้อย 75μm/75μm และมีโครงสร้างแบบสองชั้น (two-layer build up) โดยเป็นที่ยอมรับกันว่าผู้ผลิตแผงวงจร HDI จะต้องมีดัชนีความสามารถของกระบวนการ (CPK) อย่างน้อย 1.33 และความสามารถของเครื่องจักรในการผลิต (CMK) อย่างน้อย 1.67 ไม่อนุญาตให้มีการปรับเปลี่ยนใด ๆ ในกระบวนการผลิตภายหลัง เว้นแต่จะได้รับการอนุมัติและยืนยันจากลูกค้า
c. ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวดที่สุดในการคัดเลือกวัตถุดิบแผงวงจรพิมพ์เนื่องจากพวกมันมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ขั้นสุดท้าย

ข้อกำหนดด้านวัสดุสำหรับแผงวงจรพิมพ์ HDI ยานยนต์

• แผ่นแกนกลางและพรีเพรก. พวกมันเป็นองค์ประกอบที่พื้นฐานและสำคัญที่สุดในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ เมื่อพูดถึงวัตถุดิบของแผงวงจรพิมพ์ HDIแผ่นแกนและพรีเพรกเป็นข้อพิจารณาสำคัญ โดยทั่วไปแล้ว ทั้งแกนบอร์ด HDI และชั้นไดอิเล็กทริกจะมีความบางค่อนข้างมาก ดังนั้น การใช้พรีเพรกเพียงหนึ่งชั้นจึงเพียงพอสำหรับบอร์ด HDI ประเภทคอนซูเมอร์ อย่างไรก็ตาม แผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์จำเป็นต้องพึ่งพาการอัดซ้อนพรีเพรกอย่างน้อยสองชั้น เนื่องจากการใช้พรีเพรกเพียงชั้นเดียวอาจทำให้ค่าความต้านทานฉนวนลดลงได้ หากเกิดโพรงอากาศหรือกาวยึดไม่เพียงพอ ผลลัพธ์สุดท้ายอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของทั้งแผงวงจรหรือผลิตภัณฑ์ทั้งหมด

• หน้ากากบัดกรีในฐานะที่เป็นชั้นป้องกันซึ่งเคลือบโดยตรงบนพื้นผิวของแผงวงจร สลเดอร์มาสก์จึงมีบทบาทสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่าบอร์ดแกนกลางและพรีเพรก นอกจากการปกป้องวงจรภายนอกแล้ว สลเดอร์มาสก์ยังมีส่วนสำคัญต่อรูปลักษณ์ คุณภาพ และความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นสลเดอร์มาสก์บนแผงวงจรสำหรับยานยนต์จึงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดที่สุด สลเดอร์มาสก์ต้องผ่านการทดสอบด้านความน่าเชื่อถือหลายรายการ รวมถึงการทดสอบการเก็บรักษาความร้อนและการทดสอบความแข็งแรงของการลอก剥ออก

การทดสอบเกี่ยวกับความเชื่อถือได้ของวัสดุแผงวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์

ผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ HDI ที่มีคุณภาพจะไม่มองข้ามการคัดเลือกวัสดุ แต่จะต้องดำเนินการทดสอบความน่าเชื่อถือของแผ่นวงจรแทน การทดสอบหลักที่เกี่ยวข้องกับความน่าเชื่อถือของวัสดุแผ่นวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ ได้แก่ การทดสอบ CAF (เส้นใยแอโนดิกนำไฟฟ้า), การทดสอบช็อกความร้อนที่อุณหภูมิสูงและต่ำ, การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามสภาพอากาศ และการทดสอบการเก็บรักษาความร้อน

• แบบทดสอบ CAF. มีการนำไปใช้เพื่อวัดค่าความต้านทานฉนวนระหว่างตัวนำสองเส้น การทดสอบนี้ครอบคลุมค่าการทดสอบหลายประเภท เช่น ค่าความต้านทานฉนวนขั้นต่ำระหว่างชั้น ค่าความต้านทานฉนวนขั้นต่ำระหว่างรูทะลุ ค่าความต้านทานฉนวนขั้นต่ำระหว่าง via ฝัง ค่าความต้านทานฉนวนขั้นต่ำระหว่าง blind via และค่าความต้านทานฉนวนขั้นต่ำระหว่างวงจรขนาน

• การทดสอบช็อกความร้อนที่อุณหภูมิสูงและต่ำการทดสอบนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อทดสอบอัตราการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานซึ่งต้องน้อยกว่าค่าร้อยละที่กำหนด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พารามิเตอร์ที่กล่าวถึงในการทดสอบนี้ประกอบด้วยอัตราการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานระหว่างรูทะลุ อัตราการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานระหว่างวิอาฝัง และอัตราการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานระหว่างวิอาตาบอด

• การทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสภาพอากาศแผ่นวงจรที่จะทดสอบต้องผ่านกระบวนการเตรียมก่อนการบัดกรีแบบรีโฟลว์ ภายในช่วงอุณหภูมิ -40°C±3°C ถึง 140°C±2°C แผ่นวงจรต้องคงอยู่ที่อุณหภูมิต่ำสุดและอุณหภูมิสูงสุดเป็นเวลา 15 นาที ผลลัพธ์คือแผ่นวงจรที่ได้มาตรฐานจะไม่เกิดการลามิเนตหลุด จุดขาว หรือการระเบิด

• การทดสอบการกักเก็บความร้อนการทดสอบนี้มุ่งเน้นที่ความเชื่อถือได้ของซอลเดอร์มาสก์เป็นหลัก โดยเฉพาะความแข็งแรงในการลอกออก การทดสอบนี้สามารถถือได้ว่าเป็นการทดสอบที่เข้มงวดที่สุดในแง่ของการประเมินซอลเดอร์มาสก์

จากข้อกำหนดของการทดสอบที่กล่าวถึงข้างต้น จะมีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นได้หากวัสดุฐานหรือวัตถุดิบไม่สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ ดังนั้น การตัดสินใจว่าจะทำการทดสอบวัสดุหรือไม่นั้น จึงอาจเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดว่าผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI มีคุณภาพหรือไม่

มีแนวทางและมาตรการมากมายในการประเมินผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ HDI สำหรับยานยนต์ ตั้งแต่การรับรองผู้จัดหาวัสดุ สภาพทางเทคนิคและการกำหนดพารามิเตอร์ระหว่างกระบวนการผลิต ไปจนถึงการใช้ชิ้นส่วนประกอบต่าง ๆ เป็นต้น ในการค้นหาผู้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ HDI ที่เชื่อถือได้ ปัจจัยเหล่านี้สามารถเป็นองค์ประกอบสำคัญในการตัดสินและประเมินความน่าเชื่อถือของผู้ผลิตโดยใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง

PCBCart ได้ผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบ HDI ให้กับบริษัทจำนวนมากมานานกว่าสองทศวรรษ เรามีความสามารถในการผลิตแผงวงจร HDI ได้สูงสุดถึง 24 ชั้นในโครงสร้างหลากหลายรูปแบบ แผงวงจรของเราได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันขั้นสูงต่าง ๆ รวมถึงโทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์หน้าจอสัมผัส คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก กล้องดิจิทัล อุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้น คุณสามารถดูบทความต่อไปนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแผงวงจร HDI และบริการการผลิตแผงวงจร HDI ของเรา
•สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับ HDI
•3 กุญแจสำคัญในการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ HDI ให้ประสบความสำเร็จ
•การประยุกต์ใช้งานและประเภทของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ HDI แบบกำหนดเอง เริ่มต้นตั้งแต่ 1 แผ่น
•เคล็ดลับการออกแบบ PCB เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของ PCBCart ให้ดียิ่งขึ้นและประหยัดต้นทุน