El estándar para los componentes electrónicos en aplicaciones automotrices lo establecen las consecuencias de las fallas, no las hojas de cálculo de costos. Cuando un circuito flexible controla un sensor de posición del asiento o vincula un módulo de cámara a un procesador-de asistencia al conductor, la diferencia entre una falla menor de un componente y una falla-crítica para la seguridad es marcada. IATF 16949 y AEC-Q100 definen los marcos de gestión de calidad y calificación de componentes, pero para la placa en sí, IPC/JPCA-6202 Clase 3 es la especificación técnica básica. En CSNT-EMS en Dongguan, hemos suministrado ensamblajes automotrices para módulos de cámara ADAS, grupos de instrumentos digitales y computadoras de control de carrocería, y el proceso de calificación para cada aplicación nos enseñó algo diferente sobre lo que realmente requieren los OEM automotrices.
Por qué las aplicaciones automotrices exigen clase 3 según IPC/JPCA-6202
La electrónica de consumo puede tolerar tasas de mortalidad infantil que los fabricantes de automóviles no aceptarán. La industria automotriz espera tasas de falla medidas en partes por millón, no en porcentaje. IPC/JPCA-6202 Clase 3 ofrece esto a través de tolerancias de mella en los conductores más estrictas, una inspección obligatoria del 100 por ciento de las zonas flexibles y requisitos de delaminación de tolerancia cero.
La tolerancia a las mellas del conductor para la Clase 3 es menor o igual a un-tercio del ancho de la traza. En un circuito que sufre vibración y ciclos térmicos, una mella que cumple con los criterios de Clase 2 (wl menor o igual a la mitad del ancho de la traza) puede propagarse al circuito abierto dentro de 1000 a 2000 horas de servicio del vehículo.
El ciclo térmico agrava el problema. Un conjunto de automóviles bajo el capó experimenta cambios de temperatura de -40 grados centígrados a más 125 grados centígrados. IPC/JPCA-6202 no especifica un recuento mínimo de ciclos para la calificación de ciclos térmicos; Esto normalmente lo define el OEM automotriz en función de los objetivos de vida útil. Se aceptan mínimos de resistencia al pelado de Clase 2 de 0,49 N por mm para conductores y 0,34 N por mm para recubrimientos, pero solo cuando se combinan con un control del proceso que garantice una laminación uniforme en toda el área del tablero.
Selección de materiales para aplicaciones automotrices
Los sustratos de poliimida (PI) dominan las aplicaciones automotrices debido a su rendimiento térmico. La temperatura de transición vítrea del PI suele superar los 250 grados Celsius, lo que proporciona un margen frente a las altas temperaturas que se observan en las aplicaciones de proximidad al compartimento del motor.
Panasonic R-F777 es una opción de sustrato PI común. Su espesor nominal de PI de 50 micrómetros y su cobre de 12 micrómetros brindan flexibilidad con una rigidez dieléctrica adecuada. La resistencia al pelado de 0,525 N por mm supera el mínimo de Clase 2 de IPC/JPCA-6202 y supera los requisitos de Clase 3.
Para módulos de cámaras de automóviles y enlaces de datos de alta-velocidad, las propiedades dieléctricas del sustrato son tan importantes como la resistencia mecánica. DuPont Pyralux AK con DK 3.4 y Df 0.004 proporciona un rendimiento de impedancia controlada en un formato flexible, aunque con un costo superior del 40 al 60 por ciento sobre el PI estándar.
La selección de recubrimientos para automóviles debe tener en cuenta la resistencia térmica. La cubierta libre de halógenos-Taiflex FHK0515 maneja perfiles de laminación estándar, pero si el ensamblaje soportará temperaturas sostenidas superiores a 150 grados Celsius, es posible que se requiera un sistema adhesivo de alta-temperatura.
Sección transversal-de FPC para automóviles que muestra una construcción multi-capa con capas protectoras
Acabado superficial para automoción: ENIG y Hard Gold
ENIG es estándar para la mayoría de las aplicaciones automotrices. El espesor del níquel de 3 a 6 micrómetros y el espesor del oro de 0,05 a 0,125 micrómetros proporcionan la vida útil y la soldabilidad necesarias para los ensamblajes que pueden permanecer en inventario durante seis a doce meses antes del ensamblaje del vehículo.
Para conectores automotrices con requisitos de ciclo de acoplamiento elevados, se especifica un baño de oro duro de 0,5 a 1,0 micrómetros como mínimo. Esto se aplica a placas con conectores ZIF o interfaces de encabezado de pin-que experimentan repetidas operaciones de acoplamiento-y-desacoplamiento durante la vida útil del vehículo.
El OSP generalmente no es adecuado para la industria automotriz porque el acabado no resiste los períodos prolongados de almacenamiento a altas temperaturas-comunes en las cadenas de suministro de automóviles.
Sección transversal de acabado superficial-de ENIG frente a oro duro para conectores de automoción
Estándares de limpieza y contaminación iónica
La electrónica automotriz enfrenta desafíos de humedad y contaminación que la electrónica de consumo no enfrenta. El método IPC-TM-650 2.3.28B mide la contaminación iónica en términos de equivalente de cloruro de sodio. El límite para el sector del automóvil es de 1,2 microgramos por centímetro cuadrado o menos.
Este es el mismo umbral de contaminación especificado para los dispositivos médicos, lo que refleja las altas expectativas de confiabilidad en las aplicaciones automotrices. Algunos fabricantes de equipos originales de automóviles aplican límites internos aún más estrictos para los circuitos críticos-para la seguridad.
Las pruebas de flexión para automóviles deben simular las condiciones de servicio reales. El método IPC-TM-650 2.4.9.1 cubre las pruebas de flexión dinámica, pero si su aplicación específica implica un radio de curvatura o un perfil de ciclo de flexión únicos, es posible que deba definir secuencias de prueba personalizadas con su fabricante.
Calificando a su proveedor de FPC automotriz
La calificación automotriz es un proceso de varios-pasos. Primero, confirme que su proveedor tenga la certificación IATF 16949. En segundo lugar, solicite la documentación del PPAP, incluidos diagramas de flujo de procesos, PFMEA y planes de control. En tercer lugar, valide que el proveedor pueda proporcionar informes dimensionales según IPC/JPCA-6202 Clase 3 para las muestras del primer artículo.
Hemos descubierto que los programas automotrices más exitosos involucran al fabricante durante la fase de diseño, no después. La participación temprana permite al fabricante señalar problemas de material o tolerancias antes de que se comprometan las herramientas, lo que evita costosos cambios de ingeniería una vez que ha comenzado la producción.
