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智能汽车发展话题持续火热，尤其是EV (Electric Vehicle)全电动车掀起绿色运输的热潮后，紧接着刺激如自动驾驶、联网汽车、主动及被动汽车安全配置等电子设计需求，不仅新技术发展日趋成熟，实现设计所需的车用PCB需求也日益增长。 电动车与智能汽车，可以说是推动汽车电子蓬勃发展的关键产业趋势，尤其在环保与智能方向上面，车辆的电控功能或组件，多半扮演极重要的角色，从大量车内/外部署的传感器外，让车辆可以确实掌握行车动态与车辆外围信息，在扩增车辆的智能或是电动功能的同时，其实也带给车辆朝着电子应用系统一个大跨度升级与扩展的绝佳机会。 汽车电控功能增加 车用PCB用量也同步提升 为了给车辆配置大量电子传感器、电子功能模块，这些关键的子系统会带起车用PCB的用量提升，而汽车毕竟跟常规电子设备应用情境不同，汽车可能会有爬山、涉水，户外停放，因此车辆需要接受高温长时间曝晒、甚至漫漫长夜的低温环境；车辆运输行驶过程中面对的高速与震动、碰撞，又必须维持子系统的最佳运行状态。这些应用面与生产面的严苛要求，也让车用PCB在产品要求条件更高，甚至对应的安全检测条件也会比一般消费性电子的要求高许多。 尤其是针对车辆安全议题发展的主动安全模块及被动安全模块，甚至是高安全要求的自动驾驶模块，此外安全要求相对较低的娱乐系统、环景投影等车用电子应用，这些系统模块都须使用PCB串起关键元件集成，还必须连同整车进行繁复的验证要求，符合各国的管理验证规范，相比消费性电子的产品验证，车用PCB的相关要求只会更严苛。 车用PCB材料要求与验证标准更高 虽说一般消费性电子使用的电路板、电子元件载板直接用上车用电子用途，也可以维持正常运行，但实务却不能直接替用，因为汽车电子依子系统的装设位置、用途、稳定要求不同，对于电路板的材料、工序等要求就会有极大的不同。 以用在驾驶信息系统为例、一般娱乐用车载通讯等车内电子设备，使用高可靠度、信赖度的1.6mm厚度PCB可在最小的材料与工序调整下，即可达到一般车载电子设备的使用要求。 而在关乎用车安全的车用影像、引擎动力控制单元等，PCB本身就必须增加更多环境条件验证手段，例如，以冷热冲击测试、高温高潮湿条件环境进行偏差测试等，找出可以耐受更高环境变化的PCB材料，需要避免电路板的功能因为受到环境条件变化，而产生线路故障或是材料变异影响电子元件的正确运行。 针对大功率、高温 需特规车用PCB加持 部分高阶或是更严苛应用条件，此类PCB可能会需要特殊材质，如使用到陶瓷或是其它特殊基材，但实际上这类特殊基材制成的产品并不便宜，为了降低成本和载板重量，如何让以有机材料为基础的载板也能达到特殊基材电路板的特性表现，同时能维持低成本与重量的优化就相当困难。 对于车用电子日趋增加的电动车、全电动车产制需求，在电池大电力大功率控制模块或相关电子子系统，电路板集成大量功率元件或高发热元件的机会相当高，为了让PCB本身也能兼具达到散热处理效用，这种特殊应用的车用PCB也有不同做法来改善整体子系统的散热效果，例如透过将铜镶嵌于PCB内层(Cu Inlay PCB)，与传统PCB本身的复合材料基板能提供的散热辅助效用相比优化更明显。 汽车PCB类型 在汽车电路板中，传统的单层PCB，双层PCB和多层PCB可用，而近年来HDI PCB的广泛应用已成为汽车电子产品的首选。普通HDI PCB和汽车HDI PCB之间确实存在本质区别：前者强调实用性和多功能，为消费类电子产品提供服务，而后者则力求可靠性，安全性和高质量。 有必要说明因为汽车覆盖了汽车，卡车或卡车等车辆的广泛分类，要求对不同的性能期望和功能有不同的要求，本文讨论的规则和措施只是除了这些特殊情况之外的通用应用的一些规则。 汽车HDI PCB分类和应用 HDI PCB可分为单层HDI PCB，双层构建PCB和三层积层PCB。这里，图层是指预浸料层。 汽车电子产品通常分为两类： a.汽车电子控制装置在与车辆上的机械系统（例如发动机，底盘和车辆数字控制）合作之前不能有效运行，特别是电子燃油喷射系统，防抱死制动系统（ABS），防滑控制（ASC），牵引力控制，电子控制悬架（ECS），电子自动变速器（EAT）和电子助力转向（EPS）。 b.可独立用于汽车环境且与汽车性能无关的车载汽车设备包括汽车信息系统或车载计算机，GPS系统，汽车视频系统，车载通信系统和互联网设备功能由HDI PCB支持的设备实现，负责信号传输和多种控制。 对汽车HDI PCB制造商的要求 由于汽车HDI PCB的高可靠性和安全性，汽车HDI PCB制造商必须符合高水平要求： a.汽车HDI PCB制造商必须坚持在判断或支持PCB制造商管理水平方面发挥关键作用的综合管理系统和质量管理系统。在通过第三方认证识别之前，某些系统不能由PCB制造商拥有。例如，汽车PCB制造商必须通过ISO9001和ISO/TS16949认证。 b.HDI PCB制造商必须配备坚固的技术和高HDI制造能力。具体而言，专门从事汽车电路板制造的制造商必须制造线宽/间距至少为75μm/75μm并且双层堆积的板。人们普遍认为HDI PCB制造商必须具有至少1.33的工艺能力指数（CPK）和至少1.67的设备制造能力（CMK）。除非获得客户的批准和确认，否则不允许在以后的制造中进行修改。 c.汽车HDI PCB制造商必须遵循最严格的选择PCB原材料的规则，因为它们在确定最终PCB的可靠性和性能方面发挥着关键作用。 材料对汽车HDI PCB的要求 ·核心板和预浸料。它们是制造汽车HDI PCB的最基本和最关键的因素。在涉及HDI PCB的原材料时，核心板和预浸料是主要考虑因素。通常，HDI核心板和介电层都相对较薄。因此，一层预浸料足以用于消费者HDI板。然而，汽车HDI PCB必须依赖于至少两层预浸料的层压，因为如果出现空腔或粘合剂不足，单层预浸料可能导致绝缘电阻降低。之后，最终结果可能是整个电路板或产品的故障。 ·焊接面罩。作为直接覆盖在表面电路板上的保护层，焊接掩模也起到与核心板和预浸料一样重要的作用。除了保护外部电路，阻焊膜在产品的外观，质量和可靠性方面也起着至关重要的作用。结果，用于汽车的电路板上的焊接掩模必须符合最严格的要求。焊接掩模必须通过多项关于可靠性的测试，包括热存储测试和剥离强度测试。 关于汽车HDI PCB材料可靠性的测试 合格的HDI PCB制造商从不认为材料选择是理所当然的。相反，他们必须对电路板的可靠性进行一些测试。关于汽车HDI PCB材料可靠性的主要测试包括CAF（导电阳极丝）测试，高温和低温热冲击测试，天气温度循环测试和热存储测试。 ·CAF测试。它用于测量两个导体之间的绝缘电阻。该测试涵盖了许多测试值，例如层间最小绝缘电阻，通孔之间的最小绝缘电阻，埋孔之间的最小绝缘电阻，盲孔之间的最小绝缘电阻和并联电路之间的最小绝缘电阻。 ·高温和低温热冲击试验。该测试旨在测试必须小于一定百分比的电阻变化率。具体而言，本次测试中提到的参数包括通孔之间的电阻变化率，埋孔之间的电阻变化率和盲孔之间的电阻变化率。 ·天气温度循环测试。待测试的板需要在回流焊接之前进行预处理。在-40°C±3°C至140°C±2°C的温度范围内，电路板必须保持在最低温度和最高温度15分钟。因此，合格的电路板不会发生层压，白点或爆炸。 ·蓄热测试。该测试主要用于阻焊膜的可靠性，特别是其剥离强度。在焊接掩模判断方面，该测试可被视为最严格的。 根据上述测试的要求，如果基板材料或原材料不能满足，将会发生一些潜在的风险客户的需求。因此，是否对材料进行测试可能是决定合格HDI PCB制造商的关键因素。 |
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