Ribban för elektroniska komponenter i fordonstillämpningar sätts av felkonsekvenser, inte av kostnadskalkylblad. När en flexibel krets styr en sätespositionssensor eller länkar en kameramodul till en-förarassistansprocessor är skillnaden mellan ett mindre komponentfel och ett säkerhetskritiskt-kritiskt fel stor. IATF 16949 och AEC-Q100 definierar ramverken för kvalitetshantering och komponentkvalificering, men för själva styrelsen är IPC/JPCA-6202 Class 3 den tekniska basspecifikationen. På CSNT-EMS i Dongguan har vi levererat fordonsenheter för ADAS-kameramoduler, digitala instrumentkluster och kroppskontrolldatorer, och kvalificeringsresan för varje applikation lärde oss något annat om vad OEM-tillverkare för bilar faktiskt kräver.
Varför fordonstillämpningar kräver klass 3 enligt IPC/JPCA-6202
Konsumentelektronik kan tolerera spädbarnsdödlighet som biltillverkare inte accepterar. Bilindustrin förväntar sig felfrekvenser mätt i delar per miljon, inte procent. IPC/JPCA-6202 Class 3 levererar detta genom snävare ledarnicktoleranser, obligatorisk 100-procentig inspektion av flexzoner och nolltoleranskrav på delaminering.
Ledarnicktolerans för klass 3 är wl mindre än eller lika med en-tredjedel av spårbredden. I en krets som genomgår vibrationer och termisk cykling kan ett hack som uppfyller klass 2-kriterierna (wl mindre än eller lika med en-halv spårbredd) fortplantas till öppen krets inom 1 000 till 2 000 timmar efter fordonsservice.
Termisk cykling förvärrar problemet. En bilmontering under huven ser temperatursvängningar från minus 40 grader Celsius till plus 125 grader Celsius. IPC/JPCA-6202 specificerar inte ett lägsta antal cykler för termisk cyklingskvalificering; detta definieras vanligtvis av biltillverkaren baserat på livslängdsmål. Klass 2-avdragningshållfasthet på minst 0,49 N per mm för ledare och 0,34 N per mm för täckskikt är acceptabla, men endast i kombination med processkontroll som säkerställer enhetlig laminering över hela kortet.
Materialval för fordonstillämpningar
Polyimid (PI) substrat dominerar fordonstillämpningar på grund av deras termiska prestanda. Glasövergångstemperaturen för PI överstiger vanligtvis 250 grader Celsius, vilket ger marginal mot de höga temperaturer som ses i applikationer med närhet till motorrum.
Panasonic R-F777 är ett vanligt PI-substratval. Dess nominella 50 mikrometer PI-tjocklek och 12 mikrometer koppar ger flexibilitet med adekvat dielektrisk styrka. Skalhållfastheten på 0,525 N per mm överstiger minimikravet för IPC/JPCA-6202 klass 2 och klarar klass 3-kraven.
För bilkameramoduler och-höghastighetsdatalänkar spelar de dielektriska egenskaperna hos substratet lika mycket som den mekaniska styrkan. DuPont Pyralux AK med DK 3.4 och Df 0.004 ger kontrollerad impedansprestanda i ett flexibelt format, dock till en kostnadspremie på 40 till 60 procent jämfört med standard PI.
Val av täckskikt för bilar måste ta hänsyn till termisk motstånd. Taiflex FHK0515 halogen-fri täckskikt hanterar standardlamineringsprofiler, men om monteringen kommer att se varaktiga temperaturer över 150 grader Celsius, kan ett limsystem med hög-temperatur behövas.
Fordons-FPC-tvärsnitt-som visar fler-lagerkonstruktion med skärmande lager
Ytfinish för fordon: ENIG och hårt guld
ENIG är standard för de flesta biltillämpningar. Nickeltjockleken på 3 till 6 mikrometer och guldtjockleken på 0,05 till 0,125 mikrometer ger den hållbarhet och lödbarhet som krävs för sammansättningar som kan sitta i lager i sex till tolv månader innan fordonsmontering.
För bilkontakter med höga krav på parningscykel specificeras hårdguldplätering på minst 0,5 till 1,0 mikrometer. Detta gäller kort med ZIF-kontakter eller stift-header-gränssnitt som ser upprepade parnings--och-unmate-operationer under fordonets livslängd.
OSP är i allmänhet olämpligt för bilindustrin eftersom finishen inte överlever de långa lagringsperioder för höga-temperaturer som är vanliga i fordonsförsörjningskedjor.
ENIG vs hårdguld ytfinish-tvärsnitt för bilkontakter
Standarder för renlighet och jonkontamination
Bilelektronik står inför utmaningar med fukt och föroreningar som konsumentelektronik inte gör. IPC-TM-650 metod 2.3.28B mäter jonkontamination i termer av natriumkloridekvivalent. Gränsen för bilar är 1,2 mikrogram per kvadratcentimeter eller mindre.
Detta är samma föroreningsgräns som anges för medicinsk utrustning, vilket återspeglar de höga tillförlitlighetsförväntningarna i fordonstillämpningar. Vissa OEM-tillverkare för bilar tillämpar ännu strängare interna gränser för säkerhetskritiska-kretsar.
Flextestning för fordon bör simulera faktiska serviceförhållanden. IPC-TM-650-metod 2.4.9.1 täcker dynamisk flextestning, men om din specifika applikation involverar en unik böjradie eller flexcykelprofil kan du behöva definiera anpassade testsekvenser med din tillverkare.
Kvalificera din FPC-leverantör för fordon
Bilkvalificering är en process i flera-steg. Bekräfta först att din leverantör har IATF 16949-certifiering. För det andra, begär PPAP-dokumentation inklusive processflödesdiagram, PFMEA och kontrollplaner. För det tredje, verifiera att leverantören kan tillhandahålla dimensionsrapporter enligt IPC/JPCA-6202 klass 3 för första artikelprover.
Vi har funnit att de mest framgångsrika fordonsprogrammen involverar tillverkaren under designfasen, inte efter. Tidig inblandning gör att tillverkaren kan flagga material eller toleransproblem innan verktyget påbörjas, vilket undviker kostsamma tekniska förändringar efter att produktionen har börjat.
