PCB automotriz

Los fabricantes de automóviles y diferentes proveedores se esfuerzan por fabricar PCB estándar para automóviles que hagan que todos los sistemas sean eficientes.

Ya sabes, la industria automotriz moderna presenta tecnología avanzada, desde sistemas inteligentes hasta automóviles autónomos.

En este punto, millones de preguntas sobre los PCB de automoción podrían estar pasando por tu cabeza.

Bueno, no debes preocuparte por eso.

En esta guía, aprenderá todo lo interesante que necesita saber sobre el PCB automotriz.

Déjame enseñarte como.

¿Qué es PCB automotriz?

Comencemos explicando el significado de un PCB.

Las placas de circuito impreso son una placa no conductora con todos los componentes electrónicos y eléctricos. Los componentes eléctricos se conectan al tablero a través de una ayuda de soporte físico.

Una placa de circuito impreso automotriz es un sistema de circuito complejo que controla la mayoría de las operaciones electrónicas en un automóvil.

PCB llave en mano

Lo que implica que el uso de una placa de circuito impreso automotriz garantiza que usted obtenga un viaje suave en un automóvil sin importar la situación.

Puede usar el automóvil en lugares que expondrán la PCB automotriz a suciedad, temperatura, humedad y productos químicos extremos.

Debido a la complejidad de la PCB automotriz, debe ser altamente confiable y duradera a precios muy competitivos.

El cobre, los laminados de alta temperatura y el aluminio son algunos de los componentes que mejoran la confiabilidad de la PCB automotriz.

Ahora…

¿Por qué es importante tener la placa de circuito impreso automotriz en tu coche?

La aplicación de los sistemas eléctricos de PCB en un automóvil tiene como objetivo aumentar el rendimiento del vehículo. Cubre tres aspectos principales que incluyen:

• Mejora ambiental que tiene como objetivo el ahorro de combustible y la reducción de gases de cola. También mejora la transformación del gas combustible de gasolina a potencia pura y potencia híbrida.
• Mejoras de seguridad cuyo objetivo es reducir los accidentes de tránsito mediante el uso de bolsas de aire, monitoreo de radar y evitación automática. También incluye el uso de monitores infrarrojos, cámaras estereoscópicas, conducción autónoma entre otros.
• Comodidad y conveniencia que tiene como objetivo mejorar la visualización de video, audio, computadoras, aire acondicionado y comunicación móvil, entre otros.

Sistemas de PCB en automóviles

En el pasado, muchos vehículos usaban placas de circuito impreso automotrices rígidas estándar. Los autos modernos tienen más que eso, aprenderá en el siguiente segmento de esta guía.

Tipos de PCB para la Industria Automotriz

¿Sabes que la PCB es la columna vertebral de casi todos los dispositivos electrónicos modernos?

Por supuesto, lo es y encontrará diferentes tipos de PCB automotrices en su automóvil.

Para el alcance de esta sección, lo guiaremos a través de todos los tipos de PCB para automóviles.

Echemos un vistazo.

·PCB Flexible para Industria Automotriz

PCB flexible es una tecnología en la que ensamblará componentes electrónicos montándolos en un sustrato de plástico flexible.

PCB flexible

El sustrato de plástico flexible puede ser PEEK, poliimida o película de poliéster transparente que puede conducir electricidad.

Puede torcer, plegar y doblar fácilmente este tipo de PCB para que se ajuste a las curvas.

·PCB Rígido para Industria Automotriz

El PCB rígido es un tipo de placa de circuito impreso con componentes electrónicos en una placa rígida. No puede doblar, torcer o plegar este tipo de PCB fácilmente porque tiene un refuerzo FR4.

PCB rígido

Probablemente pueda encontrar uno detrás de los monitores y pantallas dentro de su automóvil.

·PCB rígido-flexible para la Industria Automotriz

Los PCB rígidos y flexibles son placas de circuito impreso en las que el montaje de los componentes se realiza tanto en placas flexibles como rígidas.

La mayoría de ellos consisten en múltiples capas de circuitos flexibles con un accesorio a una placa rígida interna o externamente.

PCB flexible rígido

Lo encontrará en diferentes aplicaciones en su automóvil, como el sistema de iluminación.

·PCB HDI para Industria Automotriz

Este tipo de PCB tiene una mayor densidad de cables por unidad de área en la placa en comparación con otros tipos. Consta de pads de menor captura y vía, líneas y espacios más finos, y una alta densidad de conexión de pads.

HDI PCB

Las vías a menudo están ciegas o enterradas y es posible que no las veas bien.

·Placa LED para Automoción

LED PCB consiste en un chip que puede producir luz cuando pasa una corriente eléctrica. El material principal de la PCB LED es el aluminio, ya que es un buen conductor del calor y la electricidad.

PCB LED

 Es el tipo principal de PCB que encontrará en el sistema de iluminación automotriz.

·PCB Cobre Pesado para Industria Automotriz

Esta PCB tiene 3 o más onzas de cobre en las capas exterior e interior de la placa. Ayuda a eliminar la compleja configuración de cableado del bus.

PCB de cobre pesado

Esto aumenta la resistencia a las tensiones térmicas y la capacidad de carga actual.

Lo puedes encontrar en el sistema de seguridad y señalización del coche.

·PCB con núcleo de metal para la industria automotriz

Depende de cobre o aluminio como núcleo principal y el lado inferior actúa como disipador de calor. Puede encontrarlo en aplicaciones de automóviles que producen mucho calor.

PCB de núcleo metálico

El núcleo de metal es un buen conductor de calor, por lo que se elimina del sistema.

·PCB de una sola cara para la industria automotriz

Este tipo de PCB tiene todos los componentes y material conductor en un lado de la PCB. Simplemente implica que encontrará el componente en un lado y el material conductor en el otro lado.

PCB de una cara

 Es una placa de circuito impreso simple y adecuada para diseños de baja densidad.

·PCB de doble cara para la industria automotriz

También conocido como chapado de doble cara o DSPT.

PCB de doble cara

Lo encontrará en la mayor parte de la tecnología de aplicación superior en un vehículo.

Depende de las vías que permitan trazas de enrutamiento más y más cercanas alternando entre las capas inferior y superior. Le proporcionará más flexibilidad para diferentes diseños de automóviles.

·PCB Multicapa para Industria Automotriz

Esta es una placa de circuito impreso con más de 2 capas de placas. Todos los PCB multicapa tienen al menos más de 3 materiales conductores en el centro del PCB.

PCB multicapa

También permite una fácil incorporación y control de las funciones de impedancia, con una mayor flexibilidad y densidad.

Con todo eso en mente, pasemos a otro aspecto crítico de la placa de circuito impreso automotriz.

Características de las placas de circuito impreso para la industria automotriz

De hecho, la placa de circuito impreso automotriz tiene numerosas características que ayudan en su funcionamiento.

En esta sección, lo guiaremos a través de algunas de las características principales de la PCB automotriz.

Sin más preámbulos, averigüemos en qué consisten.

·Adecuado para sistemas complejos en la industria automotriz

En un automóvil, es probable que encuentre numerosos sistemas complejos. Estos sistemas complejos enfrentan numerosos desafíos, como temperaturas extremas e interferencias externas.

El PCB automotriz presenta características especiales que son capaces de soportar condiciones tan extremas. Le permite el lujo de usar el automóvil con interrupciones mínimas.

·Puede soportar condiciones de temperatura fluctuante (extremadamente alta y baja)

En el sistema automotriz, las temperaturas fluctúan de mayor a menor.

La fluctuación puede ser perjudicial para las características de la placa de circuito impreso del automóvil.

En este caso, debe utilizar materiales que puedan soportar esta fluctuación. El PCB automotriz presenta materiales que pueden tolerar las fluctuaciones en las condiciones de temperatura.

·Resistente a productos químicos en la industria automotriz

Los ácidos corrosivos, los disolventes orgánicos, los adhesivos y las bases, como el agua salada, pueden suponer un gran desafío para los PCB de la automoción.

Por eso, los fabricantes utilizan materiales que pueden resistir la corrosión de la placa de circuito impreso del automóvil. Permite que la PCB dure más tiempo y de manera más eficiente con interrupciones mínimas.

·Alta fiabilidad

Los materiales que encontrará en una PCB automotriz son muy fuertes y pueden durar más. Implica que los materiales son capaces de soportar condiciones duras y también funcionan extremadamente bien.

Estas propiedades del circuito impreso automotriz lo convierten en una de las partes más confiables de su automóvil.

·Adaptable a todos los entornos automotrices

Puede conducir su automóvil a diferentes lugares que tienen diversas características ambientales.

Con eso en mente, los fabricantes se aseguran de fabricar PCB para automóviles que puedan adaptarse a diferentes entornos.

Algunos fabricantes suelen ser específicos en la fabricación de PCB para condiciones ambientales específicas.

·Resistente a la suciedad

La acumulación de suciedad en el sistema de PCB puede provocar circuitos de disparo eléctrico en el sistema. Por lo tanto, es importante tener PCB que puedan resistir la acumulación de suciedad.

Los fabricantes utilizan laminados especiales que mantendrán la suciedad fuera del circuito eléctrico. Le permitirá utilizar el automóvil en entornos polvorientos.

Bueno, estas características pueden duplicarse como las ventajas de la PCB automotriz.

Le brinda la tranquilidad y la comodidad de que su automóvil está seguro sin importar las condiciones ambientales.

En este momento, veamos algunas de las aplicaciones del PCB automotriz.

Aplicaciones de la PCB automotriz

El PCB automotriz es un sistema que encontrarás en diferentes aplicaciones en un automóvil.

De hecho, cuando se trata de aplicaciones, puede comprender claramente por qué la PCB es la columna vertebral de los componentes electrónicos.

En un automóvil, la mayoría de los componentes electrónicos tienen la PCB automotriz que realiza diferentes funciones.

Este segmento de la guía le informará sobre algunas de las aplicaciones que dependen del PCB automotriz.

Dejanos darle un vistazo.

PCB automotriz

• Relés de potencia
• Sistemas de sensores de vehículos
• Sistemas GPS
• Módulos de control ECL/ECU
• Sistemas de frenos antibloqueo
• Pantallas digitales
• Sensores de transmisión
• Radar a bordo
• Componentes estéreo y de audio
• Convertidores de potencia CC/CA
• Sistemas de sincronización del motor y controles del motor
• Controles electrónicos de espejos
• Sistemas de iluminación interior LED
• faros LED
• Detectores de ocupantes
• Interruptores de palanca
• Instrumentación
• Pestillo de puerta o sistemas de bloqueo
• Sistemas de confort
• Sistemas de infoentretenimiento
• Sistemas de asistencia de emergencia
• Despliegue de airbag
• Controles de espejo electrónico o atenuación automática
• Caja de conexiones de distribución de energía
• Sistemas de diagnóstico remoto

En esencia, el entretenimiento, la iluminación, la seguridad y otras características clave de su automóvil dependen de la PCB automotriz.

Aparte de las aplicaciones, hay más en la placa de circuito impreso automotriz que le interesará.

Pasemos a las consideraciones de diseño de la placa de circuito impreso automotriz.

Consideraciones de diseño de PCB para automóviles

Hasta aquí ya sabes que los elementos electrónicos juegan un papel muy importante en la industria del automóvil.

De hecho, un vehículo moderno tiene alrededor de 200 unidades de control electrónico, como procesadores y sensores.

Para lograr esto, los fabricantes consideran diferentes diseños para el PCB automotriz.

Aquí, lo guiaremos a través de las consideraciones de diseño de las placas de circuito impreso para automóviles.

 Placa de circuito impreso automotriz

Vamos a sumergirnos en.

Requisito de garantía de calidad

Desde una perspectiva internacional, la demanda de productos de calidad por parte de fabricantes y distribuidores depende de las normas ISO9001.

Para ser más específicos, el sistema de administración de la calidad que rige en la industria automotriz identifica la ISO90001 / TS16949.

Integra requisitos especiales y se centra en la prevención de defectos, la reducción de residuos y la fluctuación de la calidad en la cadena de suministro de la industria automotriz.

Como fabricante de automóviles, debe obtener la ISO/TS16949 antes de ingresar realmente al mercado.

Para definir un producto bajo la clase 3, debe construirlo bajo los criterios de IPC total. El estándar IPC clase III dicta estándares de calidad para:

• Selección de laminados
• Espesor de revestimiento
• Procesos de manufactura
• Disposición de instalaciones como componentes en la placa de circuito impreso
• Criterios de Inspección
• Cualificaciones materiales

Requisito de desempeño básico para el requisito de desempeño

En este caso, los principales factores a considerar incluyen:

Tablero electrónico automotriz

i. Alta confiabilidad

La confiabilidad automotriz viene en 2 aspectos principales.

Uno implica la larga vida útil en la que pueden durar los componentes electrónicos y las unidades de control.

En promedio, la vida útil de un automóvil oscila entre 10 y 12 años. Durante este período, deberá reemplazar las partes vulnerables susceptibles de dañarse.

Una PCB automotriz debe ser lo suficientemente fuerte como para durar la vida útil del automóvil real.

El otro involucra la resistencia ambiental que permite que los componentes electrónicos y el control automotriz funcionen de manera excelente en entornos hostiles.

Debería poder sobrevivir a temperaturas extremas de calor y frío, entre otras condiciones ambientales.

Para determinar el estado de la placa de circuito impreso del automóvil, puede realizar una serie de pruebas. Estos incluyen la prueba de ciclos térmicos, la prueba de choque térmico y la prueba de sesgo de temperatura y humedad.

ii.Miniaturización y peso ligero

La miniaturización y el peso ligero son muy importantes para ahorrar combustible. Puede lograr la miniaturización y el peso ligero de los PCB mediante la reducción de la densidad y el área.

Puede reducir el grosor de cada aspecto y usar varias capas también.

Diseños y disposición de PCB para automóviles

Aquí vamos a ver algunos de los factores a los que debe prestar mucha atención.

Éstos incluyen:

Diseño y maquetación de PCB para automoción

i.Orientación del inductor

Cada vez que dos inductores se acercan, se genera una inductancia.

Por lo tanto, es importante tener un diseño en el que todos los diseños estén en un diseño de circuito compacto. Garantizará la reducción del equilibrio del acoplamiento.

Una mejor alineación de la inductancia garantizará la distribución mutua en relación con la alineación de la inductancia.

Por lo tanto, cada vez que diseñe una placa de circuito impreso para automóvil, debe seguir estas reglas:

Primero, los espacios entre los inductores deben ser lo más grandes posible.

En segundo lugar, la alineación del inductor debe estar en ángulo recto. Esto reducirá o minimizará cualquier forma de diafonía del inductor.

ii.Acoplamiento de plomo

En caso de que coloque los cables uno cerca del otro, es probable que afecte el acoplamiento y genere una inductancia mutua.

En este caso, debe colocar la ruta de corriente de retorno cerca de la ruta de corriente principal en un campo de radiación mínimo. Ayudará en la reducción del área de bucle actual.

Debe considerar la conexión a tierra integrada debajo de los cables tanto como sea posible. Esto se debe a que la conexión a tierra del área de masa integrada mejorará el rendimiento de la placa de circuito impreso automotriz.

iii.Agujero pasante de puesta a tierra

El principal problema que deberá resolver en este caso radica en la mala impedancia de diferentes circuitos. Esto puede venir a través de diferentes componentes electrónicos e interconexiones.

La capacitancia del orificio pasante suele estar entre el cobre inferior y el cobre en el borde del orificio pasante. La capacitancia de los orificios pasantes también se ve afectada en gran medida por el cilindro de los orificios pasantes metálicos.

Por lo tanto, debe tener el módulo de inductancia para el orificio pasante en un área sensible. La red de adaptación o filtro debe depender de orificios pasantes independientes. Por último, tener cobre PCB delgado reducirá el efecto de la inductancia parásita.

iv.Puesta a tierra y relleno

Como aspecto importante del diseño de PCB automotriz, debe obtener el diseño correcto. Esto le ayudará a evitar problemas con la impedancia en el circuito.

Cuando esté diseñando la conexión a tierra y el relleno, debe tener en cuenta lo siguiente.

Primero, debe proporcionar un área de conexión a tierra continua con una impedancia muy baja. En segundo lugar, conecte los terminales del cable de relleno con la matriz de orificios pasantes a tierra. Por último, conecte las líneas recubiertas de cobre a tierra

Con las consideraciones de diseño anteriores, está seguro de tener una PCB automotriz que funcionará bien.

Prototipos de PCB automotrices

Necesitarás tener un prototipo de placa de circuito impreso automotriz antes de tener la PCB automotriz real.

El prototipo lo guiará en la fabricación de una placa de circuito impreso automotriz buena y completa.

También lo ayudará a saber si el diseño de PCB automotriz que necesita funcionará.

Prototipos de PCB para automóviles

Al final del día, ahorrará mucho dinero al tener un prototipo antes de ensamblar la PCB real.

Echemos un vistazo al proceso de creación de prototipos de PCB para automóviles.

En primer lugar, debe tener un software de diseño que le ayude a crear un buen diseño de prototipo. El software tiene las características clave que necesitará para hacer un buen prototipo.

Un software de diseño como Eagle lo ayudará a crear un archivo Gerber.

Espera, ¿qué es un archivo Gerber?

Un archivo Gerber es el plano digital que puede enviar a su fabricante para ayudar en la construcción de un prototipo.

·Comprenda las especificaciones de la PCB automotriz que necesitará

Debe especificar las dimensiones, el tipo de material, el número de capas, el acabado del revestimiento, el grosor del tablero y el control de impedancia.

Aparte de eso, debe incluir el espacio mínimo, el tamaño de los orificios, el paso mínimo, la máscara de soldadura, la serigrafía y los orificios almenados.

·Verifique si tiene alguna violación de las reglas de diseño

En este caso, debe echar un vistazo a las reglas de diseño. Con la ayuda del software de diseño, eres capaz de hacer un gran prototipo.

Parte del software que necesitará incluye eagle (DRC) para la creación de prototipos y Free-DFM.

·Generando los archivos Gerber

Con la ayuda del software, puede generar una impresión azul de la PCB automotriz que necesita.

Después de eso, debe verificar sus archivos y asegurarse de que todo esté en el orden correcto.

·Documente su pila

Con los archivos Gerber listos, es hora de documentar su pila y enviarla al fabricante. Asegúrese de organizar y etiquetar las capas en consecuencia.

El fabricante creará el prototipo y probará si funciona correctamente.

PCB para ensamblaje de la industria automotriz

Con el prototipo de PCB en la mano, puede pasar a la proceso de ensamblaje.

Antes de continuar, debe asegurarse de que el prototipo de PCB funcione perfectamente.

Echemos un vistazo a algunos de los procesos de ensamblaje que necesita saber.

Hacer una buena placa de circuito impreso automotriz implica los siguientes procesos:

·Fotograbado

En este proceso combinarás una máscara o fotomáscara con grabado químico. Restará las áreas de cobre del sustrato de la placa de circuito.

Con la ayuda de un diseño de plotter de fotos junto con un programa CAD PCB, puede hacer una máscara de fotos. Aparte de eso, puede usar una impresora láser para hacer una máscara fotográfica.

·Laminación

En una placa de circuito impreso automotriz multicapa, debe unir las capas.

Con la ayuda del proceso de laminación, puede unir fácilmente todas las capas. La laminación también cubrirá y protegerá los circuitos sensibles de la suciedad y otros efectos ambientales.

Al final de este proceso, está seguro de tener una placa de circuito impreso automotriz segura.

·Perforación

En una placa de circuito impreso automotriz multicapa, deberá conectar una capa con otra capa.

Puede lograr esto perforando orificios o vías a través de las múltiples capas.

Puede perforar las múltiples capas con la ayuda de una máquina de perforación automática. Deberá ingresar las especificaciones de los taladros en una computadora y permitirle controlar la máquina perforadora.

·Recubrimiento de soldadura

Después de eso, puede montar los componentes en los sustratos y conectarlos con otras capas a través de las vías.

En este caso, soldarás las tierras y pads donde conectarás los componentes electrónicos.

Dado que soldar cobre desnudo no es fácil. Tienes que enchapar la superficie con un material que puedas soldar fácilmente.

En el pasado, el estaño era el material a utilizar. De conformidad con RoHS, utilizará oro o níquel para el enchapado.

·Prueba de la placa de circuito

Al final de los procesos de ensamblaje anteriores, puede probar la PCB automotriz. Esto suele ocurrir antes de conectar otros componentes eléctricos en la placa. La prueba de la placa de circuito impreso automotriz puede realizarse a través de probadores de sonda voladora y probadores de clavos.

Seguir las reglas para hacer una placa de circuito impreso le dará una placa de circuito impreso automotriz funcional.

El futuro de la placa de circuito impreso automotriz es brillante, especialmente con los avances tecnológicos.

Obtenga más información al respecto en la siguiente sección de esta guía.

Mercado de PCB automotriz: ¿Cuál es el futuro de PCB para la industria automotriz?

El aumento de la demanda de componentes electrónicos, accesorios y características en la industria automotriz es alto.

La demanda, sin embargo, no se mantendrá constante debido a una serie de factores determinantes.

Entre las razones están los continuos avances en tecnología.

PCB del futuro de la automoción – Foto cortesía: YEAE

En esta sección, analizaremos el mercado de PCB para automóviles y el futuro de los PCB en la industria automotriz.

Para empezar, debe esperar un aumento en la demanda de accesorios electrónicos en un futuro próximo. Impulsará el mercado de PCB automotriz, especialmente durante el período de pronóstico.

Un aumento en la producción de vehículos comerciales y de pasajeros también impulsará aún más el mercado de PCB automotriz.

Aparte de eso, un aumento en la penetración de los sistemas de radar será un factor que contribuirá al aumento de la demanda.

A pesar del crecimiento, también debe esperar ver ciertos factores que obstaculizarán el crecimiento y la demanda de PCB. Algunos de los factores que obstaculizarán los desarrollos incluyen:

• Creciente preferencia de los consumidores hacia la personalización a través de traer sus propios dispositivos
• Falla de funcionamiento de los PCBs automotrices

En general, la demanda de vehículos de lujo mejorará la demanda de PCB para automóviles. A medida que el mundo avanza hacia un punto más tecnológico, el mercado automotriz solo puede mejorar.

Conclusión

¿Respondió la información de esta guía algunas de las preguntas que le preocupaban?

Bueno, yo creo que sí.

Con esta información, puede solicitar fácilmente el tipo de aplicaciones que necesita en su automóvil. Siempre que se trate de un dispositivo electrónico, puede estar seguro de que la PCB automotriz lo manejará perfectamente.

No se preocupe más, ya que ahora es un gurú de PCB automotriz.