Lo standard per i componenti elettronici nelle applicazioni automobilistiche è fissato dalle conseguenze dei guasti, non dai calcoli dei costi. Quando un circuito flessibile controlla un sensore di posizione del sedile o collega un modulo telecamera a un processore di assistenza alla guida-, la differenza tra un guasto di un componente minore e un guasto-critico per la sicurezza è netta. IATF 16949 e AEC-Q100 definiscono i quadri di gestione della qualità e di qualificazione dei componenti, ma per la scheda stessa, IPC/JPCA-6202 Classe 3 è la specifica tecnica di base. Al CSNT-EMS di Dongguan, abbiamo fornito assemblaggi automobilistici per moduli telecamera ADAS, quadri strumenti digitali e computer di controllo della carrozzeria, e il percorso di qualificazione per ciascuna applicazione ci ha insegnato qualcosa di diverso su ciò che effettivamente richiedono gli OEM automobilistici.
Perché le applicazioni automobilistiche richiedono la Classe 3 secondo IPC/JPCA-6202
L’elettronica di consumo può tollerare tassi di mortalità infantile che i produttori automobilistici non accetteranno. L’industria automobilistica si aspetta che i tassi di guasto siano misurati in parti per milione, non in percentuale. IPC/JPCA-6202 Classe 3 offre tutto ciò grazie a tolleranze più strette dei conduttori, all'ispezione obbligatoria del 100% delle zone flessibili e ai requisiti di delaminazione con tolleranza zero.
La tolleranza all'intaccatura del conduttore per la Classe 3 è wl inferiore o uguale a un-terzo della larghezza della traccia. In un circuito sottoposto a vibrazioni e cicli termici, un'intaccatura che soddisfa i criteri di Classe 2 (wl inferiore o uguale a -metà larghezza della traccia) può propagarsi al circuito aperto entro 1.000-2.000 ore di servizio del veicolo.
Il ciclo termico aggrava il problema. Un gruppo automobilistico sotto il cofano vede sbalzi di temperatura da meno 40 gradi Celsius a più 125 gradi Celsius. IPC/JPCA-6202 non specifica un numero minimo di cicli per la qualificazione del ciclo termico; questo viene generalmente definito dall'OEM automobilistico in base agli obiettivi di durata utile. Sono accettabili valori minimi di resistenza alla pelatura di Classe 2 pari a 0,49 N per mm per i conduttori e 0,34 N per mm per il rivestimento di copertura, ma solo se combinati con il controllo del processo che garantisce una laminazione uniforme su tutta l'area del pannello.
Selezione dei materiali per applicazioni automobilistiche
I substrati in poliimmide (PI) dominano le applicazioni automobilistiche a causa delle loro prestazioni termiche. La temperatura di transizione vetrosa del PI supera tipicamente i 250 gradi Celsius, il che fornisce un margine rispetto alle alte temperature riscontrate nelle applicazioni in prossimità del vano motore.
Panasonic R-F777 è una scelta comune di substrato PI. Il suo spessore PI nominale di 50 micrometri e il rame da 12 micrometri offrono flessibilità con un'adeguata rigidità dielettrica. La resistenza alla pelatura di 0,525 N per mm supera il minimo della Classe 2 IPC/JPCA-6202 e soddisfa i requisiti della Classe 3.
Per i moduli telecamera automobilistici e i collegamenti dati ad alta-velocità, le proprietà dielettriche del substrato sono importanti tanto quanto la resistenza meccanica. DuPont Pyralux AK con DK 3.4 e Df 0.004 fornisce prestazioni di impedenza controllata in un formato flessibile, anche se con un costo aggiuntivo compreso tra il 40 e il 60% rispetto al PI standard.
La scelta della copertura per il settore automobilistico deve tenere conto della resistenza termica. Il rivestimento Taiflex FHK0515 privo di alogeni- gestisce i profili di laminazione standard, ma se l'assemblaggio prevede temperature sostenute superiori a 150 gradi Celsius, potrebbe essere necessario un sistema adesivo ad alta-temperatura.
Sezione trasversale-del FPC automobilistico che mostra la struttura multi-strato con strati schermanti
Finitura superficiale per il settore automobilistico: ENIG e Hard Gold
ENIG è standard per la maggior parte delle applicazioni automobilistiche. Lo spessore del nichel da 3 a 6 micrometri e lo spessore dell'oro da 0,05 a 0,125 micrometri forniscono la durata di conservazione e la saldabilità richieste per gli assemblaggi che possono rimanere in magazzino per sei-dodici mesi prima dell'assemblaggio del veicolo.
Per i connettori automobilistici con elevati requisiti di ciclo di accoppiamento, è specificata la placcatura in oro duro con uno spessore minimo compreso tra 0,5 e 1,0 micrometri. Questo vale per le schede con connettori ZIF o interfacce di intestazione pin-che prevedono operazioni di accoppiamento-e-disaccoppiamento ripetute durante la vita utile del veicolo.
L'OSP in genere non è adatto al settore automobilistico perché la finitura non sopravvive ai periodi prolungati di conservazione ad alta temperatura-comuni nelle catene di fornitura automobilistiche.
Sezione trasversale ENIG e finitura superficiale in oro duro-per connettori automobilistici
Standard di pulizia e contaminazione ionica
L'elettronica automobilistica deve affrontare problemi di umidità e contaminazione che l'elettronica di consumo non affronta. Il metodo IPC-TM-650 2.3.28B misura la contaminazione ionica in termini di cloruro di sodio equivalente. Il limite per il settore automobilistico è di 1,2 microgrammi per centimetro quadrato o meno.
Si tratta della stessa soglia di contaminazione specificata per i dispositivi medici, che riflette le aspettative di elevata affidabilità nelle applicazioni automobilistiche. Alcuni OEM automobilistici applicano limiti interni ancora più severi per i circuiti critici per la sicurezza.
I test flessibili per il settore automobilistico dovrebbero simulare le condizioni di servizio effettive. Il Metodo IPC-TM-650 2.4.9.1 copre i test di flessione dinamica, ma se la tua applicazione specifica prevede un raggio di curvatura o un profilo del ciclo di flessione univoco, potrebbe essere necessario definire sequenze di test personalizzate con il produttore.
Qualificare il tuo fornitore di FPC per il settore automobilistico
La qualificazione automobilistica è un processo in più-fasi. Innanzitutto, conferma che il tuo fornitore possiede la certificazione IATF 16949. In secondo luogo, richiedere la documentazione PPAP inclusi diagrammi di flusso del processo, PFMEA e piani di controllo. In terzo luogo, verificare che il fornitore possa fornire report dimensionali secondo IPC/JPCA-6202 Classe 3 per i campioni del primo articolo.
Abbiamo scoperto che i programmi automobilistici di maggior successo coinvolgono il produttore durante la fase di progettazione, non dopo. Il coinvolgimento tempestivo consente al produttore di segnalare problemi relativi al materiale o alle tolleranze prima che vengano commissionate le attrezzature, evitando così costose modifiche tecniche dopo l'inizio della produzione.
