Εισαγωγή: Τεχνικές Προκλήσεις στην Ηλεκτρονική Αυτοκινήτου καιΚαινοτομίες της Capel

Καθώς η αυτόνομη οδήγηση εξελίσσεται προς την τεχνολογία L5 και τα συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS) των ηλεκτρικών οχημάτων (EV) απαιτούν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και ασφάλεια, οι παραδοσιακές τεχνολογίες PCB δυσκολεύονται να αντιμετωπίσουν κρίσιμα ζητήματα:

• Κίνδυνοι θερμικής διαφυγήςΤα chipset ECU υπερβαίνουν την κατανάλωση ενέργειας των 80W, με τοπικές θερμοκρασίες που φτάνουν τους 150°C
• Όρια ενσωμάτωσης 3DΤο BMS απαιτεί 256+ κανάλια σήματος σε πάχος πλακέτας 0,6 mm
• Βλάβες λόγω κραδασμώνΟι αυτόνομοι αισθητήρες πρέπει να αντέχουν σε μηχανικούς κραδασμούς 20G
• Απαιτήσεις μικρογράφησηςΟι ελεγκτές LiDAR απαιτούν πλάτος ίχνους 0,03 mm και στοίβαξη 32 στρώσεων

Η Capel Technology, αξιοποιώντας 15 χρόνια Έρευνας και Ανάπτυξης, παρουσιάζει μια μετασχηματιστική λύση που συνδυάζειπλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων υψηλής θερμικής αγωγιμότητας(2,0W/mK),PCB ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες(-55°C~260°C), και32 στρώσεωνHDI θαμμένος/τυφλός μέσω της τεχνολογίας(μικροβιακές οπές 0,075 mm).

Ενότητα 1: Επανάσταση στη Θερμική Διαχείριση για τις Αυτόνομες Μονάδες ECU Οδήγησης

1.1 Θερμικές Προκλήσεις ECU

• Πυκνότητα ροής θερμότητας chipset Nvidia Orin: 120W/cm²
• Τα συμβατικά υποστρώματα FR-4 (0,3W/mK) προκαλούν υπέρβαση θερμοκρασίας σύνδεσης τσιπ κατά 35%
• Το 62% των βλαβών της ECU προέρχονται από κόπωση συγκόλλησης που προκαλείται από θερμική καταπόνηση

1.2 Τεχνολογία Θερμικής Βελτιστοποίησης της Capel

Καινοτομίες Υλικών:

• Υποστρώματα πολυϊμιδίου ενισχυμένα με νανοαλουμίνα (θερμική αγωγιμότητα 2,0 ± 0,2W/mK)
• Συστοιχίες τρισδιάστατων χάλκινων πυλώνων (400% αυξημένη επιφάνεια απαγωγής θερμότητας)

Πρωτοποριακές Διαδικασίες:

• Άμεση Δόμηση με Λέιζερ (LDS) για βελτιστοποιημένες θερμικές οδούς
• Υβριδική στοίβαξη: εξαιρετικά λεπτός χαλκός 0,15 mm + στρώματα χαλκού βάρους 2 ουγγιών

Σύγκριση απόδοσης:

Ενότητα 2: Επανάσταση στην καλωδίωση BMS με τεχνολογία HDI 32 επιπέδων

2.1 Σημεία Πόνου του Κλάδου στον Σχεδιασμό BMS

• Οι πλατφόρμες 800V απαιτούν 256+ κανάλια παρακολούθησης τάσης κυψελών
• Τα συμβατικά σχέδια υπερβαίνουν τα όρια χώρου κατά 200% με αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης 15%

2.2 Λύσεις διασύνδεσης υψηλής πυκνότητας της Capel

Μηχανική Stackup:

• Δομή HDI 1+N+1 οποιουδήποτε στρώματος (32 στρώματα σε πάχος 0,035 mm)
• Έλεγχος διαφορικής σύνθετης αντίστασης ±5% (σήματα υψηλής ταχύτητας 10Gbps)

Τεχνολογία Microvia:

• Τυφλά οπίσθια ανοίγματα λέιζερ 0,075 mm (λόγος διαστάσεων 12:1)
• <5% ποσοστό κενών επιμετάλλωσης (συμβατό με IPC-6012B Κλάση 3)

Αποτελέσματα συγκριτικής αξιολόγησης:

Ενότητα 3: Ακραία Αξιοπιστία Περιβάλλοντος – Λύσεις Πιστοποιημένες κατά MIL-SPEC

3.1 Απόδοση υλικού σε υψηλή θερμοκρασία

• Θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου (Tg): 280°C (IPC-TM-650 2.4.24C)
• Θερμοκρασία αποσύνθεσης (Td): 385°C (απώλεια βάρους 5%)
• Επιβίωση σε θερμικό σοκ: 1.000 κύκλοι (-55°C↔260°C)

3.2 Τεχνολογίες Προστασίας Ιδιοκτησίας

• Επίστρωση πολυμερούς με εμφυτευμένο πλάσμα (αντοχή σε αλατονέφωση 1.000 ωρών)
• Θωράκιση τρισδιάστατων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων (εξασθένηση 60dB @10GHz)

Ενότητα 4: Μελέτη περίπτωσης – Συνεργασία με τους 3 κορυφαίους παγκόσμιους κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού ηλεκτρικών οχημάτων (OEM)

4.1 Μονάδα ελέγχου BMS 800V

• Πρόκληση: Ενσωμάτωση AFE 512 καναλιών σε χώρο 85×60 mm
• Διάλυμα:
  1. 20-στρωματική άκαμπτη-εύκαμπτη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (ακτίνα κάμψης 3 mm)
  2. Ενσωματωμένο δίκτυο αισθητήρων θερμοκρασίας (πλάτος ίχνους 0,03 mm)
  3. Τοπική ψύξη μεταλλικού πυρήνα (θερμική αντίσταση 0,15°C·cm²/W)

4.2 Αυτόνομος Ελεγκτής Τομέα L4

• Αποτελέσματα:
  • Μείωση ισχύος 40% (72W → 43W)
  • Μείωση μεγέθους 66% σε σύγκριση με τα συμβατικά σχέδια
  • Πιστοποίηση λειτουργικής ασφάλειας ASIL-D

Ενότητα 5: Πιστοποιήσεις και Διασφάλιση Ποιότητας

Το σύστημα ποιότητας της Capel υπερβαίνει τα πρότυπα αυτοκινητοβιομηχανίας:

• Πιστοποίηση MIL-SPECΣυμβατό με το GJB 9001C-2017
• Συμμόρφωση με την αυτοκινητοβιομηχανία: IATF 16949:2016 + Επικύρωση AEC-Q200
• Δοκιμές αξιοπιστίας:
  • 1.000 ώρες HAST (130°C/85% σχετική υγρασία)
  • Μηχανικό σοκ 50G (MIL-STD-883H)

Συμπέρασμα: Χάρτης πορείας για την τεχνολογία PCB επόμενης γενιάς

Η Capel είναι πρωτοπόρος:

• Ενσωματωμένα παθητικά στοιχεία (εξοικονόμηση χώρου 30%)
• Οπτοηλεκτρονικά υβριδικά PCB (απώλεια 0,2dB/cm στα 850nm)
• Συστήματα DFM με τεχνητή νοημοσύνη (βελτίωση απόδοσης 15%)

Επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών μαςσήμερα για να αναπτύξουμε από κοινού προσαρμοσμένες λύσεις PCB για τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτου επόμενης γενιάς.