La barre pour les composants électroniques dans les applications automobiles est fixée par les conséquences des pannes, et non par les feuilles de calcul des coûts. Lorsqu'un circuit flexible contrôle un capteur de position de siège ou relie un module de caméra à un-processeur d'assistance à la conduite, la différence entre une panne mineure d'un composant et une panne-critique pour la sécurité est flagrante. IATF 16949 et AEC-Q100 définissent les cadres de gestion de la qualité et de qualification des composants, mais pour la carte elle-même, IPC/JPCA-6202 Classe 3 est la spécification technique de base. Chez CSNT-EMS à Dongguan, nous avons fourni des assemblages automobiles pour les modules de caméra ADAS, les groupes d'instruments numériques et les ordinateurs de contrôle de carrosserie, et le parcours de qualification pour chaque application nous a appris quelque chose de différent sur ce dont les équipementiers automobiles ont réellement besoin.
Pourquoi les applications automobiles exigent la classe 3 selon IPC/JPCA-6202
L’électronique grand public peut tolérer des taux de mortalité infantile que les constructeurs automobiles n’accepteront pas. L’industrie automobile s’attend à des taux de défaillance mesurés en parties par million et non en pourcentage. IPC/JPCA-6202 Classe 3 offre cela grâce à des tolérances de coupure de conducteur plus strictes, une inspection obligatoire à 100 % des zones de flexion et des exigences de délaminage de tolérance zéro.
La tolérance aux coupures de conducteur pour la classe 3 est inférieure ou égale à un-tiers de la largeur de la trace. Dans un circuit soumis à des vibrations et à des cycles thermiques, une entaille qui répond aux critères de classe 2 (wl inférieure ou égale à la moitié de la largeur de trace) peut se propager au circuit ouvert dans les 1 000 à 2 000 heures d'entretien du véhicule.
Le cycle thermique aggrave le problème. Sous le capot d’un assemblage automobile, la température varie de moins 40 degrés Celsius à plus 125 degrés Celsius. IPC/JPCA-6202 ne spécifie pas de nombre de cycles minimum pour la qualification du cycle thermique ; ceci est généralement défini par le constructeur automobile en fonction des objectifs de durée de vie. Les minimums de résistance au pelage de classe 2 de 0,49 N par mm pour les conducteurs et de 0,34 N par mm pour le revêtement sont acceptables, mais uniquement lorsqu'ils sont combinés avec un contrôle du processus qui garantit un laminage uniforme sur toute la surface du panneau.
Sélection de matériaux pour les applications automobiles
Les substrats en polyimide (PI) dominent les applications automobiles en raison de leurs performances thermiques. La température de transition vitreuse du PI dépasse généralement 250 degrés Celsius, ce qui offre une marge contre les températures élevées observées dans les applications à proximité du compartiment moteur.
Panasonic R-F777 est un choix de substrat PI courant. Son épaisseur nominale de PI de 50 micromètres et son cuivre de 12 micromètres offrent une flexibilité avec une rigidité diélectrique adéquate. La résistance au pelage de 0,525 N par mm dépasse le minimum IPC/JPCA-6202 Classe 2 et répond aux exigences de Classe 3.
Pour les modules de caméras automobiles et les liaisons de données-à haut débit, les propriétés diélectriques du substrat sont aussi importantes que la résistance mécanique. DuPont Pyralux AK avec DK 3.4 et Df 0.004 offre des performances d'impédance contrôlée dans un format flexible, mais à un coût supérieur de 40 à 60 % par rapport au PI standard.
La sélection du revêtement pour l'automobile doit tenir compte de la résistance thermique. Le revêtement sans halogène Taiflex FHK0515- gère les profils de stratification standard, mais si l'assemblage doit connaître des températures soutenues supérieures à 150 degrés Celsius, un système adhésif à haute température- peut être nécessaire.
Coupe transversale FPC automobile-montrant une construction multicouche-avec couches de blindage
Finition de surface pour l’automobile : ENIG et Hard Gold
ENIG est la norme pour la plupart des applications automobiles. L'épaisseur du nickel de 3 à 6 micromètres et l'épaisseur de l'or de 0,05 à 0,125 micromètres offrent la durée de conservation et la soudabilité requises pour les assemblages qui peuvent rester en stock pendant six à douze mois avant l'assemblage du véhicule.
Pour les connecteurs automobiles ayant des exigences élevées en matière de cycle d'accouplement, un placage en or dur de 0,5 à 1,0 micromètres minimum est spécifié. Cela s'applique aux cartes dotées de connecteurs ZIF ou d'interfaces à broches-en-tête qui subissent des opérations répétées d'accouplement-et-de désaccouplement tout au long de la durée de vie du véhicule.
L'OSP n'est généralement pas adapté à l'automobile, car la finition ne survit pas aux périodes prolongées de stockage à haute température-courantes dans les chaînes d'approvisionnement automobiles.
Coupe transversale ENIG vs finition de surface en or dur-pour les connecteurs automobiles
Normes de propreté et de contamination ionique
L’électronique automobile est confrontée à des problèmes d’humidité et de contamination que l’électronique grand public n’est pas confrontée. La méthode IPC-TM-650 2.3.28B mesure la contamination ionique en termes d'équivalent chlorure de sodium. La limite pour l’automobile est de 1,2 microgrammes par centimètre carré ou moins.
Il s'agit du même seuil de contamination spécifié pour les dispositifs médicaux, reflétant les attentes élevées en matière de fiabilité dans les applications automobiles. Certains constructeurs automobiles appliquent des limites internes encore plus strictes pour les circuits critiques en matière de sécurité.
Les tests de flexibilité pour l'automobile doivent simuler les conditions de service réelles. La méthode IPC-TM-650 2.4.9.1 couvre les tests de flexion dynamique, mais si votre application spécifique implique un rayon de courbure ou un profil de cycle de flexion unique, vous devrez peut-être définir des séquences de tests personnalisées avec votre fabricant.
Qualifier votre fournisseur FPC automobile
La qualification automobile est un processus en plusieurs-étapes. Tout d’abord, confirmez que votre fournisseur est certifié IATF 16949. Deuxièmement, demandez la documentation PPAP, y compris les diagrammes de flux de processus, la PFMEA et les plans de contrôle. Troisièmement, vérifiez que le fournisseur peut fournir des rapports dimensionnels selon IPC/JPCA-6202 Classe 3 pour les échantillons du premier article.
Nous avons constaté que les programmes automobiles les plus réussis impliquent le constructeur dès la phase de conception, et non après. Une implication précoce permet au fabricant de signaler les problèmes de matériaux ou de tolérances avant que l'outillage ne soit engagé, ce qui évite des modifications techniques coûteuses après le début de la production.
