Wprowadzenie: Wyzwania techniczne w elektronice samochodowej iInnowacje firmy Capel

W miarę jak autonomiczne prowadzenie pojazdów ewoluuje w kierunku poziomu L5, a systemy zarządzania akumulatorami pojazdów elektrycznych (BMS) wymagają większej gęstości energii i bezpieczeństwa, tradycyjne technologie PCB mają trudności z rozwiązaniem kluczowych problemów:

• Ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury: Chipsety ECU przekraczają 80 W poboru mocy, a lokalne temperatury sięgają 150°C
• Granice integracji 3D: BMS wymaga 256+ kanałów sygnałowych w grubości płytki 0,6 mm
• Awarie spowodowane wibracjami:Autonomiczne czujniki muszą wytrzymać wstrząsy mechaniczne o sile 20 G
• Wymagania miniaturyzacji:Kontrolery LiDAR wymagają szerokości ścieżek 0,03 mm i układania 32 warstw

Capel Technology, wykorzystując 15 lat prac badawczo-rozwojowych, wprowadza przełomowe rozwiązanie łączącePCB o wysokiej przewodności cieplnej(2,0 W/mK),PCB odporne na wysoką temperaturę(-55°C~260°C), I32-warstwowyHDI ukryte/ślepe za pomocą technologii(mikrootwory 0,075 mm).

Sekcja 1: Rewolucja w zarządzaniu temperaturą w sterownikach jazdy autonomicznej

1.1 Wyzwania termiczne ECU

• Gęstość strumienia ciepła chipsetu Nvidia Orin: 120 W/cm²
• Konwencjonalne podłoża FR-4 (0,3 W/mK) powodują 35% przekroczenie temperatury złącza układu scalonego
• 62% awarii ECU wynika ze zmęczenia lutu wywołanego naprężeniami cieplnymi

1.2 Technologia optymalizacji termicznej firmy Capel

Innowacje materiałowe:

• Podłoża poliimidowe wzmocnione nano-gliną (przewodność cieplna 2,0 ± 0,2 W/mK)
• Trójwymiarowe kolumny miedziane (o 400% większa powierzchnia rozpraszania ciepła)

Przełomy w procesach:

• Strukturyzacja laserowa bezpośrednia (LDS) w celu optymalizacji ścieżek termicznych
• Hybrydowe układanie warstw: ultracienka miedź o grubości 0,15 mm + 2-uncjowe warstwy grubej miedzi

Porównanie wydajności:

Rozdział 2: Rewolucja w okablowaniu BMS z technologią HDI 32-warstwową

2.1 Problemy branżowe w projektowaniu BMS

• Platformy 800 V wymagają kanałów monitorowania napięcia 256+ ogniw
• Konwencjonalne projekty przekraczają ograniczenia przestrzenne o 200% przy 15% niedopasowaniu impedancji

2.2 Rozwiązania Capel w zakresie połączeń o wysokiej gęstości

Inżynieria stosu:

• Struktura HDI 1+N+1 o dowolnej warstwie (32 warstwy o grubości 0,035 mm)
• Kontrola impedancji różnicowej ±5% (sygnały o dużej prędkości 10 Gb/s)

Technologia Microvia:

• Przelotki laserowe 0,075 mm (współczynnik kształtu 12:1)
• <5% wskaźnika pustych przestrzeni (zgodność z IPC-6012B klasa 3)

Wyniki testów porównawczych:

Sekcja 3: Niezawodność w ekstremalnych warunkach środowiskowych – rozwiązania z certyfikatem MIL-SPEC

3.1 Wydajność materiałów w wysokich temperaturach

• Temperatura zeszklenia (Tg): 280°C (IPC-TM-650 2.4.24C)
• Temperatura rozkładu (Td): 385°C (5% utraty masy)
• Przetrwanie szoku termicznego: 1000 cykli (-55°C↔260°C)

3.2 Technologie ochrony własności

• Powłoka polimerowa szczepiona plazmowo (1000 godzin odporności na działanie mgły solnej)
• Komory ekranujące EMI 3D (tłumienie 60 dB przy 10 GHz)

Sekcja 4: Studium przypadku – Współpraca z 3 największymi na świecie producentami pojazdów elektrycznych

4.1 800V Moduł sterowania BMS

• Wyzwanie: Zintegrowanie 512-kanałowego AFE w przestrzeni 85×60 mm
• Rozwiązanie:
  1. 20-warstwowa płytka PCB sztywno-giętka (promień gięcia 3 mm)
  2. Wbudowana sieć czujników temperatury (szerokość ścieżki 0,03 mm)
  3. Lokalne chłodzenie rdzenia metalowego (0,15°C·cm²/W oporu cieplnego)

4.2 Kontroler domeny autonomicznej L4

• Wyniki:
  • 40% redukcji mocy (72 W → 43 W)
  • O 66% mniejszy rozmiar w porównaniu z tradycyjnymi projektami
  • Certyfikacja bezpieczeństwa funkcjonalnego ASIL-D

Rozdział 5: Certyfikacje i zapewnienie jakości

System jakości firmy Capel przewyższa standardy motoryzacyjne:

• Certyfikacja MIL-SPEC:Zgodny z GJB 9001C-2017
• Zgodność z przepisami motoryzacyjnymi: IATF 16949:2016 + walidacja AEC-Q200
• Testowanie niezawodności:
  • 1000 godzin HAST (130°C/85% wilgotności względnej)
  • Odporność na wstrząsy mechaniczne 50G (MIL-STD-883H)

Wnioski: Mapa drogowa technologii PCB nowej generacji

Capel jest pionierem:

• Wbudowane komponenty pasywne (oszczędność miejsca 30%)
• Hybrydowe płytki PCB optoelektroniczne (strata 0,2 dB/cm przy 850 nm)
• Systemy DFM oparte na sztucznej inteligencji (poprawa wydajności o 15%)

Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierówdziś wspólnie opracujemy rozwiązania PCB dostosowane do potrzeb elektroniki samochodowej nowej generacji.