Introducció: Reptes tècnics en electrònica d'automoció iInnovacions de Capel

A mesura que la conducció autònoma evoluciona cap a la L5 i els sistemes de gestió de bateries (BMS) dels vehicles elèctrics (EV) exigeixen una major densitat d'energia i seguretat, les tecnologies tradicionals de PCB tenen dificultats per abordar els problemes crítics:

• Riscos de fugida tèrmicaEls xips de la ECU superen el consum d'energia de 80 W, amb temperatures localitzades que arriben als 150 °C
• Límits d'integració 3DEl BMS requereix més de 256 canals de senyal amb un gruix de placa de 0,6 mm
• Fallades per vibracióEls sensors autònoms han de suportar xocs mecànics de 20G
• Demandes de miniaturitzacióEls controladors LiDAR requereixen amplades de traça de 0,03 mm i apilament de 32 capes

Capel Technology, aprofitant 15 anys d'R+D, presenta una solució transformadora que combinaPCB d'alta conductivitat tèrmica(2,0 W/mK),PCB resistents a altes temperatures(-55 °C ~ 260 °C), i32 capesHDI enterrat/cec mitjançant tecnologia(microvies de 0,075 mm).

Secció 1: Revolució de la gestió tèrmica per a les ECU de conducció autònoma

1.1 Reptes tèrmics de la ECU

• Densitat de flux de calor del chipset Nvidia Orin: 120 W/cm²
• Els substrats FR-4 convencionals (0,3 W/mK) provoquen un sobreaugment de la temperatura de la unió del xip del 35%.
• El 62% de les fallades de la ECU provenen de la fatiga de la soldadura induïda per l'estrès tèrmic

1.2 Tecnologia d'optimització tèrmica de Capel

Innovacions en materials:

• Substrats de poliimida reforçats amb nanoalúmina (conductivitat tèrmica de 2,0 ± 0,2 W/mK)
• Matrius de pilars de coure 3D (400% més àrea de dissipació de calor)

Avenços en el procés:

• Estructuració directa làser (LDS) per a vies tèrmiques optimitzades
• Apilament híbrid: coure ultrafí de 0,15 mm + capes de coure gruixudes de 2 unces

Comparació de rendiment:

Secció 2: Revolució del cablejat BMS amb tecnologia HDI de 32 capes

2.1 Punts problemàtics de la indústria en el disseny de BMS

• Les plataformes de 800 V requereixen més de 256 canals de monitorització de voltatge de cel·la
• Els dissenys convencionals superen els límits d'espai en un 200% amb un desajust d'impedància del 15%

2.2 Solucions d'interconnexió d'alta densitat de Capel

Enginyeria Stackup:

• Estructura HDI de qualsevol capa 1+N+1 (32 capes amb un gruix de 0,035 mm)
• Control d'impedància diferencial de ±5% (senyals d'alta velocitat de 10 Gbps)

Tecnologia Microvia:

• Vies cegues làser de 0,075 mm (relació d'aspecte 12:1)
• Taxa de buits de galvanoplàstia <5% (compatible amb IPC-6012B Classe 3)

Resultats de referència:

Secció 3: Fiabilitat en entorns extrems: solucions certificades per MIL-SPEC

3.1 Rendiment del material a alta temperatura

• Temperatura de transició vítria (Tg): 280 °C (IPC-TM-650 2.4.24C)
• Temperatura de descomposició (Td): 385 °C (pèrdua de pes del 5%)
• Supervivència al xoc tèrmic: 1.000 cicles (-55 °C↔260 °C)

3.2 Tecnologies de protecció propietàries

• Recobriment de polímer empeltat per plasma (resistència a la boira salina de 1.000 h)
• Cavitats de blindatge EMI 3D (atenuació de 60 dB a 10 GHz)

Secció 4: Cas pràctic: col·laboració amb els 3 principals fabricants d'equips originals de vehicles elèctrics del món

4.1 Mòdul de control BMS de 800 V

• Repte: Integrar un AFE de 512 canals en un espai de 85 × 60 mm
• Solució:
  1. PCB rígid-flexible de 20 capes (radi de curvatura de 3 mm)
  2. Xarxa de sensors de temperatura integrada (amplada de traça de 0,03 mm)
  3. Refrigeració localitzada del nucli metàl·lic (resistència tèrmica de 0,15 °C·cm²/W)

4.2 Controlador de domini autònom L4

• Resultats:
  • Reducció de potència del 40% (72W → 43W)
  • Reducció de mida del 66% en comparació amb els dissenys convencionals
  • Certificació de seguretat funcional ASIL-D

Secció 5: Certificacions i garantia de qualitat

El sistema de qualitat de Capel supera els estàndards de l'automoció:

• Certificació MIL-SPEC: Conforme a la norma GJB 9001C-2017
• Compliment de la normativa automotriu: Validació IATF 16949:2016 + AEC-Q200
• Proves de fiabilitat:
  • 1.000 h HAST (130 °C/85 % HR)
  • Xoc mecànic de 50G (MIL-STD-883H)

Conclusió: Full de ruta de la tecnologia PCB de nova generació

Capel és pionera:

• Components passius integrats (30% d'estalvi d'espai)
• PCB híbrides optoelectròniques (pèrdua de 0,2 dB/cm a 850 nm)
• Sistemes DFM basats en IA (millora del rendiment del 15%)

Contacta amb el nostre equip d'enginyeriaavui per codesenvolupar solucions de PCB personalitzades per a la vostra electrònica d'automoció de nova generació.