Besondere Anforderungen an Automobil-Leiterplatten
Die Einsatzumgebung der Automobilelektronik ist äußerst rau: Temperaturbereiche von -40°C bis +150°C, dauerhafte Vibration, Feuchtigkeitsschwankungen und chemische Korrosion. Diese Bedingungen stellen an Material, Design und Fertigung von Leiterplatten weitaus höhere Anforderungen als die Unterhaltungselektronik.
Mit der rasanten Entwicklung des automatisierten Fahrens und der Fahrzeuge mit neuen Antrieben wächst die Nachfrage nach Automobil-Leiterplatten sowohl im Volumen als auch bei den technischen Anforderungen rasch.
Überblick über das Qualitätssystem IATF 16949
IATF 16949 ist der Standard für das Qualitätsmanagementsystem der Automobilindustrie und eine verpflichtende Zertifizierung für den Eintritt in die Automobil-Lieferkette.
Kernanforderungen
- APQP (Advanced Product Quality Planning): Qualitätsplanung ab der Designphase
- PPAP (Production Part Approval Process): Erstmusterfreigabe und Serienfreigabe
- FMEA (Failure Mode and Effects Analysis): Identifizierung und Vorbeugung potenzieller Fehlermodi
- SPC (Statistical Process Control): Echtzeit-Überwachung der Produktion
- MSA (Measurement System Analysis): Sicherstellung der Genauigkeit der Prüfmittel
Materialauswahl
Anforderungen an das Basismaterial
- Hoher Tg: Tg≥170°C für Maßhaltigkeit bei hohen Temperaturen
- Niedriger CTE: angepasste Wärmeausdehnung zur Reduzierung der Lötstellenbelastung
- Halogenfrei: Erfüllung der Umweltvorschriften
- CAF-Beständigkeit: Verhinderung des Wachstums von Conductive Anodic Filaments
Empfohlene Materialien
| Anwendung | Material | Tg-Wert |
|---|---|---|
| Motorraum | Polyimid | >250°C |
| Karosseriesteuerung | High-Tg-FR4 | 170°C |
| Infotainment | Standard-FR4 | 150°C |
| LED-Beleuchtung | Aluminium-/Kupferkern | — |
Wärmemanagement
- Große Kupferflächen zur Wärmeverteilung
- Thermal-Via-Arrays unter wärmeerzeugenden Bauteilen
- Metallkern-Basismaterialien für LED- und Leistungsmodule
- Dickkupfer-Design (2oz-6oz) für Hochstrompfade
Zuverlässigkeitsprüfung
Umweltprüfungen
- Temperaturzyklen: -40°C bis +125°C, 1000 Zyklen
- Hohe Temperatur/Feuchtigkeit: 85°C/85%RH, 1000 Stunden
- Vibrationsprüfung: Simulation des realen Fahrvibrationsspektrums
- Salzsprühtest: 96+ Stunden
Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit
Automobil-Leiterplatten müssen eine durchgängige Rückverfolgbarkeit über den gesamten Prozess vom Rohmaterial über die Produktion bis zur Endprüfung gewährleisten, wobei jede Leiterplatte über QR-Code oder Laserbeschriftung identifizierbar sein muss.
Häufige Anwendungen
- ADAS: mmWave-Radar, Kameramodule, Domänensteuergeräte
- BMS: Spannungserfassung, Balancing, Wärmemanagement
- ECU: Motorsteuerung, Getriebesteuerung
- OBC (On-Board Charger): AC-DC-Wandlung, PFC
- Elektroantrieb: Wechselrichter, Motorsteuerungen
Fazit
Design und Fertigung von Automobil-Leiterplatten müssen strenge Anforderungen in den Bereichen Material, Prozesse, Prüfung und Management erfüllen. Die Wahl eines Lieferanten mit IATF-16949-Zertifizierung und umfangreicher Erfahrung mit Automobil-Leiterplatten ist die Grundlage für die Produktzuverlässigkeit.
Kontaktieren Sie uns für eine Beratung zur Fertigung von Leiterplatten in Automobilqualität.