汽车电子展|浅谈新能源汽车PCB技术研发的四大趋势
印刷电路板PCB是电子产品中基础的组成部分之一,它将电子元器件通过导线连接起来,形成电路系统,实现电子产品的功能和性能。PCB被誉为“电子产品之母”,大多数电子设备及产品均需配备,近年来高速发展的新能源汽车也不例外。接下来汽车电子展小编就来聊一聊新能源汽车PCB技术。
PCB技术研发是指对PCB的设计、制造、测试等方面进行创新和改进,以提高PCB的性能、质量、可靠性和成本效益。2021-2022年中国和全球先后迎来新能源车10%的渗透率拐点,汽车电动化加速发展。新能源汽车相比传统汽车,对车用PCB的需求和价值量都有显著提升。与此同时,在当前自动驾驶L2向L3跨越的窗口期,智能汽车产业链将迎来新一轮的发展浪潮。
智能汽车需要更多的高端PCB,包括ADAS(高级驾驶辅助系统)和智能座舱等方面。具体来看,主要集中在以下四个方面:
01.新能源汽车需要更多的电控系统,包括电池管理系统(BMS)、电机控制单元(MCU)、整车控制器(VCU)等,这些系统都需要PCB作为承载和连接电路的桥梁。
02.新能源汽车采用FPC(柔性印刷电路板)替代动力电池中的传统线束,提升安全性、轻量化、布局规整等方面的优势。目前宁德时代、比亚迪、特斯拉等主流新能源汽车企业都已经在动力电池中应用FPC。
03.ADAS利用车载传感器在第一时间收集车内外环境数据,进行静、动态物体辨识、侦测与追踪等技术处理,有效提升驾驶的安全性和舒适性。ADAS对PCB的要求较高,需要高频、高速、高可靠性、高集成度等特点。ADAS所需的传感器、控制器、安全系统等都需要大量的PCB支持。据估计,L2级别ADAS单车PCB价值量约为1000元,L3级别ADAS单车PCB价值量约为2000元。
04.智能座舱是智能汽车的核心部分之一,它通过人机交互、信息娱乐、环境控制等功能,提升乘客的舒适度和体验感。智能座舱对PCB的要求也较高,需要支持大尺寸液晶显示屏、触摸屏、HUD(平视显示器)、语音识别、人脸识别等功能。智能座舱所需的显示屏、摄像头、麦克风等都需要大量的PCB支持。
汽车电子展浅谈PCB领域技术研发聚焦于高速高频PCB、HDIPCB、软硬结合板、封装载板等四个细分方向:
01.高速高频PCB
为了满足5G通信、雷达、航空航天等领域对高速高频信号传输的需求,PCB需要具备低损耗、低串扰、低噪声等特性,同时考虑信号完整性(SI)、电源完整性(PI)和电磁兼容性(EMC)等因素。高速高频PCB需要采用特殊的基材(如罗杰斯RO4003C等)、阻抗控制、屏蔽层、过孔设计等技术手段。
02.HDI PCB
为了满足智能手机、平板电脑等消费电子产品对高集成度、小型化的需求,PCB需要具备更高的布线密度和更小的孔径。HDI PCB是指采用激光钻孔或微细加工技术,在细线宽细线距的条件下实现任意层之间互连的多层印刷电路板。HDI PCB可以提高信号传输速率和质量,降低电阻和电容,减少重量和体积。
03.软硬结合板
为了满足可穿戴设备、医疗电子等领域对柔性和刚性结构相结合的需求,PCB需要具备一定的弯曲性能和机械强度。软硬结合板是指将柔性印刷电路板(FPC)和刚性印刷电路板通过连接器或直接键合方式连接在一起形成的复合型印刷电路板。软硬结合板可以提高布线效率和空间利用率,降低接插件数量和成本。
04.封装载板
为了满足芯片封装测试领域对高精度、高可靠性的需求,PCB需要具备良好的导电性能和耐温性能。封装载板是指将芯片通过焊接或键合方式固定在印刷电路板上,并通过金属引线或金属柱与外部连接器连接形成的一种特殊类型的印刷电路板。封装载板可以提高芯片与外部设备之间的信号传输效率和质量,降低芯片封装体积和成本。
那么,这些技术能满足车用PCB的要求吗?汽车电子展小编觉得,其还不能完全满足!因此,车用PCB正在从以下几个维度加速研发:
1)满足高温、高压、高频、高可靠性的要求。车用PCB需要在恶劣的环境下工作,如高温、高湿、震动、冲击等,同时需要承受高压、高频的电信号,因此对PCB的材料、工艺、设计等方面都提出了更高的标准,如耐热性、耐蚀性、耐老化性、抗干扰性等。这些要求使得车用PCB的成本和技术门槛都较高,需要不断进行创新和优化。
2)满足多样化、个性化、集成化的需求。随着汽车向智能化、网联化方向发展,车用PCB需要满足不同的功能和性能需求,如导航、雷达、显示屏、摄像头等,同时需要与其他电子系统进行协调和通信,因此对PCB的多样化、个性化、集成化都提出了更高的要求¹这些要求使得车用PCB的设计和制造更加复杂和精细,需要不断进行研究和开发。
3)满足标准化、认证化的要求。车用PCB作为汽车的重要组成部分,直接关系到汽车的安全性和可靠性,因此需要遵循严格的标准和规范,这些要求使得车用PCB的质量和稳定性都较高,需要不断进行检验和改进。
汽车电子展小编觉得,车用PCB技术研发是汽车电子行业的重要支撑,随着汽车向电动化、智能化方向发展,车用PCB技术研发也需要不断创新和进步,以满足更高的性能、质量、可靠性和成本效益的要求。