先進PCB在電動車ADAS系統中的作用

先進PCB在電動車ADAS系統中的作用

高級駕駛輔助系統需要先進的印刷電路板 (PCB)。這些 PCB 對電動車的 ADAS 輔助駕駛至關重要。特殊的印刷電路板材料有助於輕鬆連接感測器、攝影機和雷達。這些系統使用低損耗的高頻材料,這有助於感測器發送清晰、快速且幹擾較小的訊號。汽車 PCB 必須支援眾多感測器協同工作,還需要即時處理 ADAS 輔助駕駛所需的數據。現代汽車需要可靠的印刷電路板,尺寸必須小巧,以便在狹小空間內安裝眾多感測器。

PCB 中的高 Tg 材料有助於其在高溫下保持穩定。這使得汽車 PCB 在惡劣條件下也能保持堅固。這有助於 ADAS 輔助駕駛系統即使在極端環境下也能保持可靠性。

這些系統中的 PCB 市場仍在成長。

公制/分段

投影/價值

年均複合成長率(2025-2035)

大約5.5%

2025年市場規模

10.98十億美元

2035年市場規模

18.79十億美元

領先的 PCB 類型 (2025)

多層PCB(收入份額53.4%)

工程師致力於解決新問題、提出新想法。他們設計的系統能夠連接更多感測器,處理比以前更多的數據。

關鍵要點

  • 先進的 PCB 連接感測器、攝影機和雷達。它們幫助電動車安全駕駛,也能幫助汽車快速反應。

  • PCB 將感測器訊號轉換為數位資料。它們能夠快速且清晰地完成這一過程。這使得 ADAS 功能能夠即時運作。

  • 電源管理 PCB 可確保電池安全。它們控制電動車的充電、溫度和安全。

  • 小型 PCB 節省空間,減輕重量。這樣可以在狹窄的空間內安裝更多感測器。感測器仍然運作良好。

  • 新型類型如靈活和 高密度PCB 讓汽車更安全。它們讓資料傳輸更快。它們還能幫助汽車更好地保護環境。

ADAS輔助駕駛和PCB

ADAS輔助駕駛和PCB
圖片來源: unsplash

感測器和攝影機集成

汽車PCB 幫助連接ADAS輔助駕駛的感應器。這些PCB將感測器和攝影機連接到汽車的控制單元。雷達、光達、攝影機和超音波感測器是最常見的感測器類型。每個感測器都幫助汽車了解周圍的情況。

  • 雷達裝置利用無線電波探測遠近物體。它們有助於巡航控制和觀察盲點。

  • 雷射雷達感測器使用雷射掃描車輛周圍區域,提供詳細的地圖,幫助車輛識別障礙物並保持在車道內行駛。

  • 相機系統包括前置相機、側相機和熱像儀。這些攝影機有助於停車、尋找車道,以及在視線不佳的情況下駕駛。

  • 超音波感測器靠近車輛工作。它們有助於停車和檢查盲點。

汽車電路板必須同時連接所有這些感測器。它們使用特殊的晶片來管理電源和數據。有些電源晶片可以同時為多個攝影機供電。先進的處理器可以在一個晶片上處理來自攝影機、雷達和光達的數據。這使得系統更小、更強大、更有效率。

注意:感應器和攝影機必須對齊並正確設定。汽車電路板還能保護它們免受高溫、水和震動的影響,從而延長使用壽命。

資料轉換與處理

ADAS輔助駕駛系統中的PCB 將感測器訊號轉換為數位數據。大多數感測器首先發出類比訊號。 PCB 使用擴大機增強這些訊號。然後,轉換器將訊號轉換為數位資料。

  • 可程式增益放大器有助於充分利用轉換器的全部範圍,從而使訊號更加準確。

  • Sigma-Delta 轉換器因其清晰、安靜而被廣泛使用。這對於安全至關重要。

  • 快速的採樣率使系統能夠快速運行,實現即時控制。

訊號改變後,電路板將數位資料傳送到控制單元。這些單元使用強大的儲存設備(例如堅固的固態硬碟)來快速保存和獲取資料。儲存設備運行速度快,等待時間短,並且能夠修復錯誤。這有助於系統為自動駕駛做出安全的選擇。

汽車PCB還能保持散熱和訊號清晰。它們採用特殊材料和設計來控制熱量並消除乾擾。這有助於系統無需等待即可使用所有感測器的數據。良好的資料轉換和處理能力對於防撞和車道警告等功能至關重要。

引用:先進的印刷電路板 (PCB) 讓汽車能夠同時使用和控制來自多個感測器的數據。這有助於高級駕駛輔助系統 (ADAS) 和自動駕駛功能安全且有效率地運作。

電動汽車中的汽車PCB

電動汽車中的汽車PCB
圖片來源: pexels

電力管理

汽車 PCB 有助於控制電動車的電源。它們將電池中的電能傳輸到汽車零件。這些 PCB 可確保電池安全並長期運作良好。以下是汽車 PCB 管理電源的一些方法:

  • 它們會監控電壓和溫度,以防止電池過熱。這能讓電池保持最佳工作狀態。

  • 它們控制充電和放電以保護電池免受損害。

  • 電池平衡有助於電池使用更長時間並發揮更好的性能。

  • 短路和過壓保護等安全功能可確保汽車安全。

  • 高密度 PCB 設計使電力在小空間內流動得更好。

  • 金屬芯PCB 將熱量從重要部件移走。

  • 印刷電路板中的智慧感測器提供即時數據,以實現更好的控制。

  • 即使在震動、高溫或潮濕的情況下,這些 PCB 也能保持堅固。

特殊的設計特性有助於汽車PCB在電力需求變化時正常運作。下表顯示了這些選擇如何幫助電動車保持安全和正常運作:

設計特徵

目的/好處

高TG材料

當 PCB 變熱時保持其堅固,以防止損壞。

厚銅層

承載更多電流並帶走熱量,有助於電池和充電。

多層 PCB設計

更好地移動電源和接地線,使系統運行得更快。

控制阻抗

保持訊號清晰以確保安全和高速控制。

熱管理

使用散熱器和特殊材料來防止過熱。

汽車PCB利用這些特性,幫助電動車即使在快速充電或快速變速時也能保持良好運作。優質的PCB確保汽車的控制和安全系統始終正常運作。

高速通訊

電動車需要快速安全的數據傳輸來支援ADAS。快速的數據傳輸使汽車的控制單元在感測器發送訊息時能夠快速響應。這些汽車中的PCB有助於連接感測器和計算機,並有助於實現自適應巡航控制和車道警告等功能。

  • 印刷電路板必須立即處理感測器資料以確保汽車安全。

  • 高頻印刷電路板使資料移動速度更快,因此汽車可以快速做出反應。

  • 高性能 PCB 有助於 5G,這是 V2X 通訊所需要的。

  • 柔性和剛撓結合 PCB 有助於資料順利移動並適合狹小空間。

汽車 PCB 設計也確保資料安全可靠。工程師會測試訊號,確保訊號清晰,避免錯誤。 EMI 測試會檢查 PCB 是否幹擾其他汽車系統。遵循 ISO 26262 和 CISPR 25 等標準,確保汽車安全可靠。

提示:控制單元之間快速安全的通訊對於每輛電動車的安全至關重要。汽車電路板透過智慧設計、測試和遵循規則實現了這一點。

自動駕駛汽車面臨的 PCB 挑戰

微型化

自動駕駛汽車需要在狹小的空間內安裝大量的感測器和攝影機。 小型化PCB 有助於在狹窄的空間裡裝更多東西。但這並不容易,也帶來了一些問題:

  • 製造微小零件更加困難,需要特殊的工具,這使得製造成本更高。

  • 當零件彼此靠近時,它們會變得更熱,保持冷卻就更加困難。

  • 擁擠的佈局可能會擾亂訊號並造成更多幹擾。

  • 小型 PCB 很難測試和修復,因此品質檢查更加困難。

FAKRA-Mini 和 Mini Coax 等迷你連接器節省大量空間。它們可以使 PCB 體積縮小 80%,重量減輕 75%。這些連接器 數據非常快高達 28 Gbps 和 20 GHz 的速率。它們可幫助自動駕駛汽車快速安全地發送資料。其堅固的結構使其即使在崎嶇不平的道路上也能正常工作。這使得更多感測器能夠協同工作,而不會增加汽車的體積或重量。

方面

自動駕駛汽車的好處

節省空間和重量

在更小的空間內安裝更多感測器,使車輛更輕

資料速度

為雷達、光達和攝影機提供快速、可靠的數據

耐久度

在惡劣環境下保持穩定的表現

緊湊型設計

無需改變車輛尺寸即可提供更多功能

熱管理

自動駕駛汽車使用強大的印刷電路板 (PCB),會產生大量熱量。良好的冷卻系統可以確保這些系統安全可靠地運作。工程師們使用不同的方法來控制熱:

  • 氧化鋁或氮化鋁等特殊材料可承受高溫。

  • 厚銅印刷電路板可承載更多電流且散熱效果較好。

  • 熱通孔有助於熱量在電路板內傳遞。

  • 小心地放置零件可以防止熱點形成。

  • 較寬的銅線和較大的銅面積有助於散熱。

  • 散熱器和特殊墊子可使零件保持涼爽。

  • 設計過程中的電腦測試有助於及早發現散熱問題。

  • 透過冷熱測試來檢查電路板是否耐用。

Isola FR408HR、鋁芯和聚醯亞胺等材料有助於維持印刷電路板的低溫和強度。這些措施確保自動駕駛汽車即使在極熱或極冷的天氣下也能安全行駛。

汽車 PCB 位置低溫和高溫等級比較長條圖

可靠性和合規性

自動駕駛汽車必須安全運行多年。 PCB 必須承受震動、水和劇烈的溫度變化。為了確保其持久耐用,製造商遵循嚴格的規定:

  • ISO 26262 檢查安全性和風險。

  • IPC-6012DA和IPC-6013E為剛性和柔性PCB設定了規則。

  • AEC-Q100 和 AEC-Q200 測試汽車壓力零件。

  • ENIG 表面處理可防止生鏽並保持訊號清晰。

  • 透過加熱、搖晃和跌落等測試來檢查木板是否堅固。

  • 材料必須耐熱、耐水、耐壓力。

汽車PCB也必須遵循RoHS等綠色環保法規。 IATF 16949:2016等品質標準確保電路板製造正確且可追溯。這些措施有助於確保無人駕駛汽車的印刷電路板安全耐用。

自動駕駛汽車的創新

HDI 和剛搔搔結合 PCB

高密度互連和剛撓結合PCB設計正在改變汽車產業。 HDI PCB擁有極細的線路和空間,這使得更多的電路能夠容納在狹小的空間內。工程師可以製造出更強大的小型系統,例如自動停車和防碰撞功能。剛撓結合PCB融合了硬質和可彎曲部件,使其兼具強度和柔韌性。這些設計有助於電子設備在狹小的車內空間內安裝。

  • HDI PCB 可讓更多感測器和處理器協同工作。這有助於汽車實現更佳的自動駕駛。

  • 剛撓結合板減少了連接器和電纜的數量。這使得系統更輕、更可靠。

  • 大公司建立新工廠並聯手為這些汽車生產更多的 HDI 和柔性 PCB。

  • 越來越多的人想要電動車和更好的自動駕駛技術,因此對這些 PCB 的需求正在上升。

HDI 和剛撓結合板 (R&D PCB) 可協助汽車快速安全地處理資料。這對於自動駕駛汽車的未來至關重要。

柔性電路與永續性

柔性電路對新型自動駕駛汽車至關重要。這些電路可以彎曲和扭轉,以適應狹小或奇特的空間。 柔性電路板 連接感應器、螢幕和控制單元。它們還能減輕汽車重量,減少材料使用,有助於節省能源。

  • 柔性電路有助於打造小巧堅固的系統。這對於智慧自動駕駛汽車至關重要。

  • 他們讓汽車擁有輕巧的儀表板和智慧螢幕。

  • 柔性PCB採用更易於回收且危害更小的材料。這對地球有益。

  • 一些新型印刷電路板使用植物性材料,例如聚乳酸和纖維素。這降低了污染。

  • 公司使用節水工具、更安全的化學品和回收技術,使多氯聯苯更適應自然。

  • 這些行動有助於滿足 RoHS 和 ISO 14001 等規定,保障人類和地球的安全。

永續發展實踐

汽車PCB的優勢

無鉛焊料

減少有毒廢棄物

生物基層壓板

使用可再生資源

水回收

節約淡水並減少污染

添加劑製造

減少材料浪費

更容易拆卸

幫助回收使用壽命結束後的物品

靈活、綠色的 PCB 技術有助於使汽車更安全、更聰明、更環保。

先進的 PCB 協助自動駕駛汽車不斷進步。它們讓汽車能夠使用即時數據並快速通訊。這些 PCB 也有助於確保汽車安全。越來越多的資金投入使這些系統更小巧、更堅固耐用。工程師致力於確保汽車能夠良好地自動駕駛。

方面

對自動駕駛汽車PCB技術的影響

整合

即時處理與安全關鍵功能

可靠性和耐用性

惡劣環境下連續運行

高速數據傳輸

快速資料交換,協助決策

  • 新的研究著眼於多層設計和柔性電路。

  • 人們也在嘗試新的PCB材料。

  • 專家認為自動駕駛汽車很快就會使用更好的 PCB。

  • 這將有助於汽車變得更聰明、更安全。

常見問題

汽車PCB在ADAS輔助駕駛中扮演什麼角色?

汽車PCB將感測器、攝影機和雷達連接在一起,幫助這些部件協同工作。這些電路板能夠在所有感測器之間快速傳輸數據,使ADAS輔助駕駛系統能夠快速回應。即時控制使電動車更安全、更可靠。

PCB 如何提高自動駕駛汽車的安全性?

印刷電路板 (PCB) 透過快速傳輸資料來輔助安全系統。它們能夠保持感測器和控制單元之間的連接牢固。清晰的信號有助於汽車立即發現危險。這使得無人駕駛汽車能夠快速反應,保障人員安全。

為什麼小型化對於自動駕駛汽車的印刷電路板很重要?

微型化讓工程師能夠在狹小空間內安裝更多感測器。這有助於自動駕駛汽車容納更多功能。更小的電路板也使汽車更輕。更輕的汽車能耗更低,並且能夠更好地配合新的駕駛技術。

汽車 PCB 設計在電動車應用上面臨哪些挑戰?

汽車PCB設計 必須能夠承受高溫、震動和潮濕。它們需要能夠良好地處理高速資料。工程師必須遵守嚴格的安全規則。這有助於電動車在任何條件下都能安全運作。

柔性電路如何支持自主系統的永續性?

柔性電路採用易於回收的材料,有助於減少浪費並節省能源。企業採用綠色環保的方式製造這些電路板,這有利於實現自動駕駛系統的永續發展目標。

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