1. 引言
當(dāng)前車機(jī)集成度大幅提升,需同時(shí)搭載5G、GPS、倒車影像、氛圍燈控制等8+模塊,而儀表臺(tái)空間卻縮減20%(如新能源汽車中控簡化設(shè)計(jì)),導(dǎo)致傳統(tǒng)車機(jī)PCB(面積≥200cm²)無法安裝——某車企曾因PCB尺寸過大,被迫修改中控結(jié)構(gòu),研發(fā)成本增加800萬元。車機(jī)PCB小型化需在縮小面積的同時(shí),符合**AEC-Q100 Grade 2** 的可靠性要求,不能犧牲性能。捷配深耕車機(jī)PCB小型化領(lǐng)域7年,可實(shí)現(xiàn)多模塊集成PCB面積縮減至140cm²以內(nèi),本文拆解小型化核心技術(shù)、車規(guī)級(jí)設(shè)計(jì)方案及量產(chǎn)驗(yàn)證,助力解決車機(jī)空間受限問題。
車機(jī) PCB 小型化的核心在于 “高密度集成”,需突破三大技術(shù)瓶頸,符合IPC-2226(高密度印制板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn))車規(guī)附錄:一是疊層優(yōu)化,傳統(tǒng) 4 層車機(jī) PCB 無法滿足多模塊布線需求,需升級(jí)為 6 層~8 層,層間厚度控制在 0.1mm±0.01mm,按AEC-Q100-014 標(biāo)準(zhǔn),多層 PCB 層間剝離強(qiáng)度需≥1.5N/mm;二是布線密度,線寬 / 線距需從傳統(tǒng) 0.2mm/0.2mm 縮減至 0.15mm/0.15mm,最小孔徑從 0.3mm 縮小至 0.2mm,符合IPC-6012(印制板性能規(guī)范)車規(guī)級(jí)要求;三是元件選型,需采用 0201 封裝(英制)元件(尺寸 0.6mm×0.3mm),替代傳統(tǒng) 0402 封裝(1.0mm×0.5mm),元件密度提升 40%,按AEC-Q200(車規(guī)元件可靠性標(biāo)準(zhǔn)) 。主流車規(guī)高密度基材中,生益 S2116(厚度 0.1mm~0.4mm,Tg=165℃)適配 6 層小型化 PCB;松下 R-1515(介電常數(shù) 3.8±0.05,損耗因子 0.0025@1GHz)適用于 8 層高密度車機(jī) PCB(如帶激光雷達(dá)控制的高端車機(jī)),兩者均通過捷配 “高密度車規(guī)認(rèn)證”。
- 疊層規(guī)劃:6 層車機(jī) PCB 采用 “信號(hào)層 - 接地層 - 電源層 - 電源層 - 接地層 - 信號(hào)層” 對(duì)稱結(jié)構(gòu),層間半固化片選用生益 7628(厚度 0.08mm),總厚度控制在 1.2mm±0.05mm,用捷配疊層設(shè)計(jì)軟件(JPE-Layer 4.0)生成方案,層間剝離強(qiáng)度按IPC-TM-650 2.4.8 標(biāo)準(zhǔn)測試,需≥1.5N/mm;
- 高密度布線:線寬 / 線距設(shè)為 0.15mm/0.15mm(銅厚 1oz),最小孔徑 0.2mm,孔壁銅厚≥20μm,采用 “盲埋孔” 工藝(埋孔連接內(nèi)層信號(hào),盲孔連接表層與內(nèi)層),減少過孔占用面積,用捷配 DFM 預(yù)審系統(tǒng)(JPE-DFM 6.0)檢查布線可靠性,線寬偏差需≤±0.02mm;
- 元件選型與布局:優(yōu)先選用 0201 封裝車規(guī)元件(如村田 0201 電容 GRM033R60J104KA01L)、QFN 封裝芯片(如高通 8155,封裝尺寸 12mm×12mm),元件布局采用 “矩陣式密集布局”,器件間距≥0.1mm,用捷配 3D 布局仿真工具(JPE-3D-Layout 2.0)驗(yàn)證,確保無干涉。
- 樣品測試:每批次首件送捷配可靠性實(shí)驗(yàn)室,按AEC-Q100 Grade 2 測試 —— 高低溫循環(huán)(-40℃~105℃,1000 次)無層間剝離,振動(dòng)測試(10~2000Hz,10g)無元件脫落,測試通過率需 100%;
- 量產(chǎn)監(jiān)控:批量生產(chǎn)中,每 500 片抽檢 15 片用 AOI 設(shè)備(JPE-AOI-800)檢測線寬 / 線距(0.15mm±0.02mm),用 X-Ray 設(shè)備(JPE-XR-800)檢測盲埋孔導(dǎo)通率(100%),不合格品立即追溯蝕刻、鉆孔工藝;
- 工藝管控:采用 “激光鉆孔” 工藝(孔徑精度 ±0.01mm)替代傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔,蝕刻采用 “酸性蝕刻 + 補(bǔ)償設(shè)計(jì)”,線寬補(bǔ)償值 0.01mm,捷配生產(chǎn)線配備 “高密度 PCB 專項(xiàng)產(chǎn)線”,確保工藝穩(wěn)定性。
車機(jī) PCB 小型化需以 AEC-Q100、IPC-2226 為基準(zhǔn),從疊層、布線到元件形成高密度集成,核心是在面積縮減的同時(shí)保障可靠性。捷配可提供 “車機(jī)小型化專屬服務(wù)”:高密度疊層設(shè)計(jì)、盲埋孔工藝、0201 元件貼裝,確??臻g適配。