随着汽车向智能化、电动化、网联化方向飞速发展,汽车电子系统在整车中的地位愈发举足轻重。从发动机控制单元、自动驾驶辅助系统,到车载信息娱乐平台,这些汽车电子设备的核心 ——PCB(印刷电路板),必须满足一系列严苛的车规级要求,才能确保汽车在各种复杂路况与环境下安全、可靠运行。
首先,温度适应性是关键一环。汽车发动机舱内温度极高,在夏季或长时间行驶后,局部温度甚至能超过 100℃,而车身外部的电子部件,如传感器,又要经受严寒酷暑、昼夜温差的考验。这就要求汽车电子 PCB 的基板材料具备卓越的耐高温与耐低温性能。例如,选用具有高玻璃化转变温度(Tg)的特殊 FR-4 板材或高温尼龙材料,它们在高温下不会软化、变形,确保电路连接稳定;在低温环境下,如零下 40℃的极寒条件,也不会变脆、开裂,保证电子元件正常工作。同时,对于发热量大的元器件,如功率模块,在 PCB 布局时要充分考虑散热路径,通过大面积铜箔散热、安装散热片甚至采用液冷散热结构与之配合,防止因过热导致性能衰退或故障。
其次,可靠性与耐久性要求极高。汽车的使用寿命通常较长,一般要求电子系统在 10 年或 15 万公里以上能稳定运行。汽车电子 PCB 设计因此必须采用冗余设计来提升可靠性。针对关键信号和供电线路,设置备份通道,一旦主线路出现问题,备份及时接替,避免系统崩溃。以发动机控制单元的 PCB 为例,对控制燃油喷射和点火正时的关键电路,配备双路冗余设计,确保发动机始终处于可控状态。在元器件选型上,严格筛选符合 AEC-Q 系列标准的汽车级元器件,这些元器件经过了严格的温度循环、湿度测试、机械冲击等多项耐久性验证,能在恶劣的汽车工况下长期坚守岗位。
再者,电磁兼容性(EMC)标准严苛。汽车内部空间有限,各类电子设备密集,如发动机点火系统、车载充电器、电动助力转向系统等,相互之间极易产生电磁干扰。同时,汽车还要抵御外界复杂电磁环境的影响,如高压线、通信基站等。在 PCB 设计时,一方面通过合理的布局分区,将模拟电路、数字电路、高频电路等精细划分,中间利用接地层或屏蔽线隔离。例如,在自动驾驶辅助系统的 PCB 上,把毫米波雷达的高频电路与图像处理的数字电路分开,防止相互干扰,确保雷达信号精准捕捉与图像数据快速处理。另一方面,对整车的接地系统科学规划,采用多点接地、混合接地等方式,为干扰电流提供低阻抗泄放路径,保障电磁环境稳定,避免因电磁干扰引发的系统误判、失控等危险情况。
另外,机械性能要求不容小觑。汽车在行驶过程中会经历频繁的震动、颠簸,以及可能的碰撞冲击。汽车电子 PCB 要具备强大的抗震能力,在布局元器件时,充分考虑震动因素,采用加固安装方式,如增加紧固螺丝、使用抗震支架,确保元器件在震动环境下不会松动、脱落或短路。对于一些安装在底盘、车轮附近的电子部件,如胎压监测传感器的 PCB,还要具备一定的抗冲击性能,通过优化 PCB 结构、选用韧性好的材料,使其在遭受意外碰撞时,仍能维持基本功能,保护驾乘人员安全。
还有,化学稳定性至关重要。汽车运行环境复杂,PCB 可能接触到各种化学物质,如发动机舱内的机油、冷却液,道路上的盐分、酸雨等。设计时,要选用耐化学腐蚀的材料,如特殊的防护涂层、耐腐蚀的基板,防止化学物质侵蚀 PCB,造成电路损坏。同时,对于车内可能存在的挥发性有机化合物(VOCs),PCB 材料也不能与之发生反应,避免产生有害气体,影响车内空气质量与驾乘人员健康。
深圳捷创电子科技有限公司专注于汽车电子 PCB 设计领域,精准把握上述车规级要求。公司依托专业的技术团队,从精准的材料选型,依据温度、化学稳定性精挑细选;到严谨的布局布线,兼顾 EMC、机械性能与可靠性;再到严格的测试验证,模拟汽车各种工况,确保每一块用于汽车电子的 PCB 都符合全球主流车规标准。无论是新能源汽车的创新驱动系统,还是传统燃油车的智能化升级,捷创电子都能凭借卓越的技术、严谨的工艺,为汽车产业提供坚实的 PCB 设计支撑,助力汽车驶向更安全、智能的未来。