Ievads: Tehniskie izaicinājumi automobiļu elektronikā unCapel's Innovations

Tā kā autonomā braukšana attīstās L5 virzienā un elektrotransportlīdzekļu (EV) akumulatoru pārvaldības sistēmām (BMS) ir nepieciešams lielāks enerģijas blīvums un drošība, tradicionālajām PCB tehnoloģijām ir grūti risināt kritiskas problēmas:

• Termiskās bēgšanas riskiECU mikroshēmojumu enerģijas patēriņš pārsniedz 80 W, lokālai temperatūrai sasniedzot 150 °C
• 3D integrācijas ierobežojumiBMS sistēmai nepieciešami vairāk nekā 256 signāla kanāli 0,6 mm plates biezumā.
• Vibrācijas kļūmesAutonomajiem sensoriem jāiztur 20G mehāniskie triecieni
• Miniaturizācijas prasībasLiDAR kontrolieriem nepieciešams 0,03 mm sliežu platums un 32 slāņu sakraušana.

Capel Technology, izmantojot 15 gadu pieredzi pētniecībā un attīstībā, ievieš revolucionāru risinājumu, kas apvienoaugstas siltumvadītspējas PCB(2,0 W/mK),augstas temperatūras izturīgas PCB(-55°C~260°C)un32 slāņuHDI aprakts/aklās, izmantojot tehnoloģiju(0,075 mm mikrocaurumi).

1. sadaļa: Autonomās braukšanas vadības bloku (ECU) termiskās pārvaldības revolūcija

1.1 ECU termiskās problēmas

• Nvidia Orin mikroshēmojuma siltuma plūsmas blīvums: 120 W/cm²
• Parastie FR-4 substrāti (0,3 W/mK) izraisa mikroshēmas savienojuma temperatūras pārsniegšanu par 35 %
• 62% vadības bloka atteices rodas termiskā sprieguma izraisīta lodēšanas noguruma dēļ.

1.2 Capel termiskās optimizācijas tehnoloģija

Materiālu inovācijas:

• Nanoalumīnija oksīda pastiprināti poliimīda substrāti (2,0 ± 0,2 W/mK siltumvadītspēja)
• 3D vara stabu masīvi (par 400 % palielināta siltuma izkliedes platība)

Procesa izrāvieni:

• Lāzera tiešā strukturēšana (LDS) optimizētiem termiskajiem ceļiem
• Hibrīda sakraušana: 0,15 mm īpaši plāns varš + 2oz biezi vara slāņi

Veiktspējas salīdzinājums:

2. sadaļa: BMS elektroinstalācijas revolūcija ar 32 slāņu HDI tehnoloģiju

2.1 Nozares problēmas BMS projektēšanā

• 800 V platformām nepieciešami vairāk nekā 256 šūnu sprieguma uzraudzības kanāli
• Tradicionālie modeļi pārsniedz telpas ierobežojumus par 200% ar 15% impedances neatbilstību

2.2 Capel augsta blīvuma starpsavienojumu risinājumi

Stackup Engineering:

• 1+N+1 jebkura slāņa HDI struktūra (32 slāņi ar 0,035 mm biezumu)
• ±5% diferenciālās impedances kontrole (10 Gb/s ātrgaitas signāli)

Microvia tehnoloģija:

• 0,075 mm lāzera neredzamās atveres (12:1 malu attiecība)
• <5% pārklājuma tukšuma līmenis (atbilst IPC-6012B 3. klasei)

Salīdzinošie rezultāti:

3. sadaļa: Uzticamība ekstremālos apstākļos — militāro spēku (MIL-SPEC) sertificēti risinājumi

3.1 Materiāla veiktspēja augstā temperatūrā

• Stiklošanās temperatūra (Tg): 280°C (IPC-TM-650 2.4.24C)
• Sadalīšanās temperatūra (Td): 385°C (5% svara zudums)
• Termiskā trieciena izturība: 1000 cikli (-55°C↔260°C)

3.2 Patentētas aizsardzības tehnoloģijas

• Plazmā potēts polimēra pārklājums (1000 stundu izturība pret sāls izsmidzināšanu)
• 3D EMI ekranēšanas dobumi (60 dB vājinājums @ 10 GHz)

4. sadaļa: Gadījuma izpēte — sadarbība ar 3 pasaules vadošajiem elektroautomobiļu oriģinālā aprīkojuma ražotājiem (OEM)

4.1 800 V BMS vadības modulis

• Izaicinājums: Integrēt 512 kanālu AFE 85 × 60 mm telpā
• Risinājums:
  1. 20 slāņu stingra-elastīga PCB (3 mm līkuma rādiuss)
  2. Iebūvēts temperatūras sensoru tīkls (0,03 mm līnijas platums)
  3. Lokalizēta metāla kodola dzesēšana (0,15 °C·cm²/W termiskā pretestība)

4.2 L4 autonomais domēna kontrolleris

• Rezultāti:
  • 40% jaudas samazinājums (72 W → 43 W)
  • Izmēra samazinājums par 66 % salīdzinājumā ar tradicionālajiem modeļiem
  • ASIL-D funkcionālās drošības sertifikācija

5. sadaļa: Sertifikācija un kvalitātes nodrošināšana

Capel kvalitātes sistēma pārsniedz automobiļu standartus:

• MIL-SPEC sertifikācijaAtbilst GJB 9001C-2017 standartam
• Automobiļu atbilstībaIATF 16949:2016 + AEC-Q200 validācija
• Uzticamības pārbaude:
  • 1000 h HAST (130 °C/85 % relatīvais mitrums)
  • 50G mehāniskais trieciens (MIL-STD-883H)

Secinājums: Nākamās paaudzes PCB tehnoloģiju ceļvedis

Kapels ir celmlauzis:

• Iegultās pasīvās komponentes (30% vietas ietaupījums)
• Optoelektroniskās hibrīdās PCB plates (0,2 dB/cm zudumi pie 850 nm)
• Mākslīgā intelekta vadītas DFM sistēmas (ražas uzlabojums par 15 %)

Sazinieties ar mūsu inženieru komandušodien, lai kopīgi izstrādātu pielāgotus PCB risinājumus jūsu nākamās paaudzes automobiļu elektronikai.