De lat voor elektronische componenten in automobieltoepassingen wordt bepaald door de gevolgen van storingen, niet door kostenspreadsheets. Wanneer een flexibel circuit een stoelpositiesensor aanstuurt of een cameramodule koppelt aan een processor voor bestuurdersassistentie, is het verschil tussen een storing in een klein onderdeel en een veiligheidsstoring- groot. IATF 16949 en AEC-Q100 definiëren het kader voor kwaliteitsmanagement en componentkwalificatie, maar voor het bord zelf is IPC/JPCA-6202 Klasse 3 de technische basisspecificatie. Bij CSNT-EMS in Dongguan hebben we auto-assemblages geleverd voor ADAS-cameramodules, digitale instrumentenclusters en carrosseriecomputers, en het kwalificatietraject voor elke toepassing heeft ons iets anders geleerd over wat OEM's in de auto-industrie feitelijk nodig hebben.
Waarom automobieltoepassingen klasse 3 vereisen volgens IPC/JPCA-6202
Consumentenelektronica kan kindersterftecijfers tolereren die autofabrikanten niet zullen accepteren. De auto-industrie verwacht faalpercentages gemeten in delen per miljoen, niet in procenten. IPC/JPCA-6202 Klasse 3 levert dit op dankzij nauwere toleranties voor geleiderinkepingen, verplichte 100 procent inspectie van flexibele zones en eisen voor delaminatie met nultolerantie.
De tolerantie voor geleiderinkepingen voor klasse 3 is kleiner dan of gelijk aan één-derde van de spoorbreedte. In een circuit dat trillingen en thermische cycli ondergaat, kan een knik die voldoet aan de criteria van Klasse 2 (minder dan of gelijk aan één-halve spoorbreedte) zich binnen 1000 tot 2000 uur na onderhoud van het voertuig naar een open circuit voortplanten.
Thermische cycli verergeren het probleem. Een auto-assemblage onder de motorkap ziet de temperatuur schommelen van min 40 graden Celsius naar plus 125 graden Celsius. IPC/JPCA-6202 specificeert geen minimaal aantal cycli voor kwalificatie van thermische cycli; dit wordt doorgaans gedefinieerd door de OEM van de auto-industrie op basis van levensduurdoelen. Klasse 2-afpelsterkteminima van 0,49 N per mm voor geleiders en 0,34 N per mm voor deklaag zijn acceptabel, maar alleen in combinatie met procesbeheersing die een uniforme laminering over het volledige plaatoppervlak garandeert.
Materiaalkeuze voor automobieltoepassingen
Polyimide (PI)-substraten domineren toepassingen in de automobielsector vanwege hun thermische prestaties. De glasovergangstemperatuur van PI overschrijdt doorgaans de 250 graden Celsius, wat een marge biedt tegen de hoge temperaturen die optreden bij toepassingen in de nabijheid van motorruimtes.
Panasonic R-F777 is een veelgebruikte PI-substraatkeuze. De nominale PI-dikte van 50 micrometer en het koper van 12 micrometer zorgen voor flexibiliteit met voldoende diëlektrische sterkte. De afpelsterkte van 0,525 N per mm overschrijdt het minimum van IPC/JPCA-6202 klasse 2 en voldoet aan de vereisten van klasse 3.
Voor autocameramodules en snelle datalinks-zijn de diëlektrische eigenschappen van het substraat net zo belangrijk als de mechanische sterkte. DuPont Pyralux AK met DK 3.4 en Df 0.004 biedt gecontroleerde impedantieprestaties in een flexibel formaat, maar tegen een kostenpremie van 40 tot 60 procent ten opzichte van standaard PI.
Bij de selectie van afdeklagen voor de automobielsector moet rekening worden gehouden met de thermische weerstand. Taiflex FHK0515 halogeen-vrije deklaag is geschikt voor standaard lamineringsprofielen, maar als bij de montage aanhoudende temperaturen boven de 150 graden Celsius voorkomen, kan een lijmsysteem op hoge- temperatuur vereist zijn.
Automotive FPC-dwars-doorsnede met een meer-laagconstructie met afschermingslagen
Oppervlakteafwerking voor auto's: ENIG en hard goud
ENIG is standaard voor de meeste automobieltoepassingen. De nikkeldikte van 3 tot 6 micrometer en de gouddikte van 0,05 tot 0,125 micrometer zorgen voor de houdbaarheid en soldeerbaarheid die vereist is voor assemblages die zes tot twaalf maanden in voorraad kunnen zijn voordat het voertuig wordt geassembleerd.
Voor autoconnectoren met hoge paringscyclusvereisten wordt een harde goudlaag van minimaal 0,5 tot 1,0 micrometer gespecificeerd. Dit is van toepassing op kaarten met ZIF-connectoren of pin-header-interfaces die herhaalde mate-en-unmate-bewerkingen zien gedurende de levensduur van het voertuig.
OSP is over het algemeen niet geschikt voor de automobielsector, omdat de afwerking niet bestand is tegen de langdurige opslagperioden bij hoge- temperaturen die gebruikelijk zijn in toeleveringsketens in de automobielsector.
ENIG versus hardgouden dwarsdoorsnede met oppervlakafwerking-voor autoconnectoren
Normen voor reinheid en ionische besmetting
Auto-elektronica wordt geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van vocht en vervuiling waar consumentenelektronica niet mee te maken heeft. IPC-TM-650 Methode 2.3.28B meet ionische verontreiniging in termen van natriumchloride-equivalent. De limiet voor auto's is 1,2 microgram per vierkante centimeter of minder.
Dit is dezelfde besmettingsdrempel die is gespecificeerd voor medische hulpmiddelen, wat de hoge betrouwbaarheidsverwachtingen in automobieltoepassingen weerspiegelt. Sommige OEM's in de auto-industrie hanteren zelfs nog strengere interne limieten voor veiligheids-kritische circuits.
Flextesten voor de automobielsector moeten de werkelijke gebruiksomstandigheden simuleren. IPC-TM-650 Methode 2.4.9.1 omvat dynamische buigtests, maar als uw specifieke toepassing een unieke buigradius of een uniek buigcyclusprofiel met zich meebrengt, moet u mogelijk aangepaste testsequenties definiëren met uw fabrikant.
Kwalificatie van uw Automotive FPC-leverancier
Automobielkwalificatie is een proces dat uit meerdere stappen bestaat. Controleer eerst of uw leverancier over de IATF 16949-certificering beschikt. Ten tweede kunt u PPAP-documentatie aanvragen, inclusief processtroomdiagrammen, PFMEA en controleplannen. Ten derde: valideer dat de leverancier maatrapporten kan leveren volgens IPC/JPCA-6202 Klasse 3 voor monsters van het eerste artikel.
We hebben ontdekt dat bij de meest succesvolle autoprogramma's de fabrikant al tijdens de ontwerpfase wordt betrokken, en niet erna. Door vroegtijdige betrokkenheid kan de fabrikant materiaal- of tolerantieproblemen signaleren voordat er gereedschap wordt ingezet, waardoor kostbare technische wijzigingen worden vermeden nadat de productie is begonnen.
