Những yếu tố nào có thể gây ra lỗi PCB trong quá trình sản xuất PCB trên ô tô, tải trọng môi trường phổ biến và lắp ráp PCB và các phương thức hỏng hóc có thể xảy ra của chúng như sau:

Các chế độ lỗi có thể xảy ra

• Mạ qua lỗ hoặc vết nứt đồng bên trong
• Vết nứt ở lớp đồng bên ngoài
• Vết nứt Microvia
• Vết nứt bán bảo dưỡng
• Vết nứt mặt nạ hàn

Di chuyển điện hóa trên bề mặt PCB

• Tải môi trường PCB
• Chu kỳ nhiệt độ và lưu trữ
• uốn
• sốc
• độ ẩm
• Sự kết hợp của một số tải

• Công nghệ cán

Các yếu tố trên sẽ ảnh hưởng đến độ tin cậy của quá trình sản xuất PCB trên ô tô. Để sản xuất PCB ô tô chất lượng cao, chúng ta hãy hiểu các yêu cầu về tính năng của PCB ô tô và cách kiểm tra chúng để đảm bảo chất lượng cao.

Kích thước nhỏ gọn và nhẹ

Giảm kích thước và trọng lượng ô tô một cách hợp lý có thể tiết kiệm nhiên liệu, điện, năng lượng và cải thiện bảo vệ môi trường. Do đó, kích thước của ô tô ngày càng trở nên nhỏ gọn hơn. Do việc giảm kích thước tổng thể của ô tô, PCB ô tô chắc chắn sẽ trở nên nhỏ gọn hơn và nhẹ hơn.

Độ tin cậy cao

Độ tin cậy cao của PCB ô tô có nghĩa là trong vòng đời sử dụng bình thường của ô tô, PCB có thể duy trì hiệu suất ổn định tốt trong điều kiện môi trường phức tạp khác nhau. Nói cách khác, PCB ô tô phải có khả năng chịu được nhiều loại giao diện môi trường, bao gồm khả năng chống ẩm, chống nước, chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống rung và chống nhiễu điện từ.

Độ tin cậy của PCB trên ô tô liên quan chặt chẽ đến sự an toàn của chúng ta, vì vậy các bài kiểm tra độ tin cậy khác nhau phải được thông qua khi sản xuất PCB cho ô tô. PCB ô tô ở các địa điểm khác nhau yêu cầu các bài kiểm tra độ tin cậy khác nhau. Các bài kiểm tra thông thường bao gồm:

1) Thử nghiệm sốc nhiệt

PCB trên ô tô thường phải làm việc trong môi trường nhiệt độ cao do nhiệt bên ngoài hoặc nhiệt độ cao do nhiệt tự sinh ra. PCB ô tô phải chịu được cú sốc của sự thay đổi nhiệt đột ngột, và chúng ta cần tiến hành các thử nghiệm sốc nhiệt trên PCB ô tô.

2) Kiểm tra chu trình nhiệt

Theo các vị trí khác nhau của ô tô, kiểm tra chu trình nhiệt PCB có các mức độ khác nhau. Nhiệt độ chu trình nhiệt PCB thường được sử dụng như sau:

3) Kiểm tra độ lệch nhiệt độ và độ ẩm

Sự thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm là một trong những yếu tố cần thiết gây ra sự cố của PCB trên ô tô, mặc dù các nhà sản xuất ô tô đã thực hiện nhiều biện pháp khác nhau để giải quyết vấn đề này; Như là:

• Vật liệu tối ưu
• Tự sưởi ấm

Nhưng tự sưởi ấm thường chỉ được sử dụng khi ô tô đang chạy bình thường, nếu ô tô không chạy và đã được đỗ nhiều ngày hoặc nhiều tuần trong môi trường rất khắc nghiệt, chẳng hạn như thủy triều cao, môi trường có tính ăn mòn cao. Khi đó độ ẩm hoặc khí ăn mòn có thể xâm nhập vào bên trong các sản phẩm điện tử thông qua các thành phần bù trừ bằng nhựa hoặc khí quyển. Khi đó độ ẩm cũng sẽ tác động đáng kể đến bề mặt và cấu trúc bên trong của PCB, khiến nó bị hỏng. Vì vậy, chúng ta hãy hiểu một số chi tiết về lỗi PCB do nhiệt độ, độ ẩm và độ lệch (THB) gây ra.

Hình ảnh dưới đây cho thấy sự phát triển của các tinh thể dẫn điện trong quá trình ngưng tụ PCB (ngưng tụ nước)

Ngay cả khi không có hơi nước ngưng tụ, độ ẩm cao có thể gây chập điện nếu không sử dụng các vật liệu nghiêm ngặt. Điện trở cách điện bề mặt (SIR) có thể giảm xuống, có khả năng gây ra hỏng hóc thiết bị điện tử. Phương pháp của EASHUB là tìm hiểu kỹ điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bên trong vỏ bảo vệ (vỏ kim loại hoặc nhựa) thông qua mô phỏng và thử nghiệm thực nghiệm.

Mặt khác, EASHUB kiểm tra các vật liệu được sử dụng (chẳng hạn như PCB, thiết bị, chất trợ dung, vật liệu giao diện nhiệt hoặc lớp phủ tuân thủ) và thiết kế các phần tử trong các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm khác nhau theo phương pháp thử nghiệm SIR trong IPC-9202.

EASHUB sử dụng mô hình mô phỏng hiệu quả để dự đoán điều kiện thực tế của độ ẩm cục bộ trong ECU,

Chúng tôi xác định SIR của vật liệu và thiết kế trong một vỏ bọc kín trong các điều kiện khắc nghiệt nhất.

Để đảm bảo rằng các yếu tố và vật liệu thiết kế PCB là an toàn và đáng tin cậy, do đó đảm bảo độ tin cậy của PCB ô tô trong suốt vòng đời.

Thử nghiệm THB phải tính đến sự di chuyển CAF của PCB. CAF thường xảy ra giữa các đường liền kề hoặc các lớp liền kề, vias, giữa vias và đường dây, gây suy giảm cách điện hoặc thậm chí ngắn mạch. Điện trở cách điện tương ứng phụ thuộc vào khoảng cách giữa các vias, các đường và các lớp.

Công nghệ PCB phổ biến để sản xuất PCB cho ô tô

Chất nền tần số cao

Hệ thống an toàn phanh dự đoán và hệ thống chống va chạm của ô tô là tuyến phòng thủ đầu tiên cho sự đảm bảo an toàn của chúng tôi. Hệ thống điện tử của nó giống như một hệ thống giám sát radar. PCB ô tô của phần này của hệ thống điện tử được sử dụng chủ yếu để truyền tín hiệu vi sóng tần số cao. Vì vậy, ngoài vật liệu nền là PTFE, cũng cần sử dụng vật liệu nền có tổn thất điện môi thấp. Không giống như vật liệu FR4, PTFE hoặc vật liệu ma trận tần số cao tương tự yêu cầu tốc độ khoan và tốc độ cấp liệu đặc biệt trong quá trình khoan.

Công nghệ đồng dày

Khi ô tô đang phát triển theo hướng kích thước nhỏ hơn và hiệu suất năng động cao hơn, ô tô cần sử dụng hệ thống truyền lực công nghệ cao hơn và các hệ thống điện tử phức tạp hơn. PCB dành cho ô tô có hiệu suất nhiệt cao hơn và có thể chịu được dòng điện lớn hơn.

PCB bằng đồng dày hai lớp tương đối dễ chế tạo. Tuy nhiên, PCB bằng đồng dày nhiều lớp khó chế tạo hơn nhiều do sự phức tạp của quá trình khắc hình ảnh bằng đồng dày và quá trình lấp đầy chỗ trống dày.

Các đường dẫn bên trong của PCB đồng dày nhiều lớp đều là đồng dày, do đó, màng khô ảnh chuyển mẫu cũng tương đối dày và yêu cầu khả năng chống ăn mòn rất cao. Do thời gian khắc của mẫu đồng dày càng lâu, nên thiết bị và công nghệ khắc cũng khắt khe hơn để đảm bảo hoàn thiện hệ thống dây điện của đồng dày.

Khi chúng tôi chế tạo dây đồng dày bên ngoài, việc kết hợp giữa việc cán một lá đồng tương đối dày và tạo hoa văn cho một lớp đồng dày có thể được thực hiện đầu tiên, sau đó là khắc lỗ màng. Ngoài ra, màng sơn khô chống mạ của xi mạ hoa văn cũng cần có độ dày tương đối.

Ngoài những khó khăn trên, chúng tôi còn gặp phải những vấn đề sau:

• Sự khác biệt bề mặt giữa dây dẫn bên trong của PCB đồng dày nhiều lớp và vật liệu nền cách điện là lớn.
• Việc cán tấm ván nhiều lớp thông thường không thể được lấp đầy hoàn toàn bằng nhựa thông và nó sẽ tạo ra các lỗ hổng.

Để giải quyết vấn đề này, chúng ta nên sử dụng các loại sơ chế mỏng có hàm lượng nhựa càng cao càng tốt. Nếu độ dày đồng của định tuyến bên trong trên một số PCB nhiều lớp không đồng nhất, chúng ta có thể sử dụng các preregs khác nhau ở những khu vực có sự khác biệt lớn hoặc nhỏ về độ dày đồng.

Công nghệ HDI

Sự thoải mái và trải nghiệm tốt trên xe cũng liên quan mật thiết đến hệ thống giải trí và liên lạc được tích hợp trên xe. Các máy vi tính giải trí tích hợp trong ô tô thường sử dụng HDI PCB.

Công nghệ HDI PCB bao gồm khoan và mạ điện vi lỗ, định vị cán và các quy trình khác. Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ ô tô, ngày càng có nhiều ứng dụng phổ biến trong cuộc sống được tích hợp vào các hệ thống trên ô tô. Do đó, với sự gia tăng của các hệ thống điện tử ô tô, nhiều PCB nhất định sẽ được sử dụng để đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của ô tô chất lượng cao.

Nhúng thành phần

Để giảm kích thước của các thành phần, mật độ lắp ráp của PCB phải được tăng lên. PCB với các thành phần nhúng được sử dụng rộng rãi không chỉ trong điện thoại di động mà còn trong các thiết bị điện tử ô tô.

Theo các phương pháp nhúng linh kiện khác nhau, các phương pháp sản xuất PCB nhúng linh kiện cũng khác nhau. Chủ yếu có bốn phương pháp sản xuất PCB nhúng linh kiện được sử dụng trong các hệ thống điện tử ô tô:

• Loại khai quật
• Loại cán
• Loại gốm
• Kiểu mô-đun

Trên đây là công nghệ cung cấp thường được sử dụng trong sản xuất PCB ô tô, vậy làm sao để chọn được nhà sản xuất PCB ô tô đáng tin cậy.