I årenes løb har den globale bilindustri gennemgået en dybtgående transformation, hvor nye energikøretøjer gradvist er blevet hovedstrømmen på markedet på grund af deres fordele inden for miljøbeskyttelse og effektivitet. I denne transformationsproces har PCB'et, der anvendes i nye energikøretøjer, som en nøglebærer af bilelektronik, gennemgået betydelige ændringer i sin teknologiske udvikling og anvendelsestrends.
1, markedsstørrelsen fortsætter med at vokse
Med den konstante stigning i indtrængningshastigheden for nye energikøretøjer viser det globale PCB-marked for biler en stærk væksttendens. Ifølge Fortune Business Insights forventes det globale pcb-marked for biler at nå op på 8,84 milliarder USD i 2022 og forventes at stige til 13,39 milliarder USD i 2030 med en sammensat årlig vækstrate på 5,6 %. Den hurtige popularisering af nye energikøretøjer er blevet den centrale drivkraft for væksten i pcb-efterspørgslen. Det forventes, at i 2025 vil det globale pcb-marked for nye energikøretøjer vokse til 30,095 milliarder yuan, med en sammensat årlig vækstrate, der langt overstiger traditionelle brændstofbiler. I modsætning hertil viser pcb-markedets størrelse for traditionelle brændstofbiler en nedadgående tendens og forventes at falde til 32,925 milliarder yuan i 2025. Dette indikerer klart, at nye energikøretøjer er blevet en ny motor, der driver udviklingen af pcb-industrien.
2, Mere forskelligartede og rigelige anvendelsesscenarier
PCB'en for traditionelle brændstofkøretøjer bruges hovedsageligt inden for områder som strømstyring, i bilunderholdning og sikkerhedssystemer, mens nye energikøretøjer har tilføjet batteristyringssystemer, i bilopladere, spændingskonverteringssystemer, såsom DC-DC-omformere, invertere og andre nøglesystemer på basis af nedarvning af disse applikationer. Tager man Tesla som eksempel, bruger vekselretterne og BMS-systemerne i deres modelseriebiler i høj grad printkort, hvilket i høj grad øger værdien af enkeltkøretøjs printkort.
Med hensyn til intelligent kørsel og intelligent cockpit fortsætter antallet af sensorer i bilen med at stige med den fortsatte popularisering af avancerede køreassistentsystemer, og materiale- og proceskravene til PCB'er, der bruges i udstyr som millimeterbølgeradar, bliver stadig mere stringente. Samtidig har tendensen til multiskærm og store intelligente cockpits i-størrelse øget efterspørgslen efter pcb-brug yderligere. Derudover har anvendelsen af batteribyttetilstand i nye energikøretøjer markant øget efterspørgslen efter pcb i centraliserede ladestationer og batteribyttestationskontrolsystemer og har stillet højere krav til deres pålidelighed og stabilitet.
3, teknologiske udviklingstendenser
(1) Flerlags og høj-densitet
For at imødekomme den stigende efterspørgsel efter integration af elektronisk udstyr i nye energikøretøjer udvikler printkort sig i retning af flerlags og høj-densitet. Flerlagstavler kan bære flere elektroniske komponenter, der opfylder køretøjernes beregningsmæssige ydeevne og stabilitetskrav. For eksempel i nøglesystemer som i bilinfotainmentsystemer, strømstyringssystemer og sikkerhedssystemer bliver flerlagstavler med mere end 10 lag i stigende grad brugt. Fremstilling af flerlagsplader kræver høj-præcisionslaminering og boreteknikker for at løse problemet med mellemlagsspændingsfordeling forårsaget af forskelle i termiske udvidelseskoefficienter for forskellige materialer, samt for at løse de termiske styringsudfordringer, der opstår som følge af øget kredsløbsdensitet.
(2) Den brede anvendelse afstive flex printplader
Kombinationen af fleksible og stive printkort reducerer effektivt antallet af stik og loddeforbindelser, forbedrer produktkvaliteten og pålideligheden og kan bedre tilpasse sig det komplekse rumlige layout inde i biler. I scenarier som centrale kontrolsystemer og i bilinfotainmentsystemer, der kræver høj fleksibilitet og holdbarhed af printplader, er kombinationen af bløde og hårde plader blevet brugt meget. Det kan opnå flere funktioner på en begrænset plads og forbedre intelligensniveauet for hele køretøjet. For eksempel i forbindelse med tilslutning af sensorer og displaymoduler i nogle nye energikøretøjer, spiller kombinationen af bløde og hårde plader en nøglerolle, hvilket optimerer ledningerne inde i køretøjet og reducerer risikoen for fejl.
(3) Højere krav til sikkerhed og elektrisk isolering
I PCB-designet af nye energikøretøjer er sikkerhed og elektrisk isolering afgørende. På grund af den høje spænding og høje strøm, der er involveret i nye energikøretøjer, skal printdesignet strengt kontrollere elektrisk frigang og krybeafstand for at sikre elektrisk ydeevne og produktsikkerhed i højspændingsmiljøer. I henhold til IEC60950-standarden kan sikkerhedskravene f.eks. opfyldes gennem foranstaltninger såsom slidsning, brug af isoleringsmaterialer og dobbelt-samling. For pcb-design med klokfrekvenser, der overstiger 5MHz eller signalstigningstider mindre end 5ns, bruges flerlagskortdesigns almindeligvis til at styre signalsløjfeområdet, forbedre signalkvaliteten, reducere elektromagnetisk interferens og sikre signalstabilitet og pålidelighed i komplekse elektroniske systemer. I PCB-designet af BMS skal strenge sikkerhedskrav såsom batterioveropladning, overafladning og kortslutningsbeskyttelse opfyldes for at sikre batterisikkerhed.
(4) Tilpas til efterspørgslen efter højspændingshurtigopladning
Efterhånden som 800V højspænding-hurtig opladning gradvist bliver den almindelige løsning, øges opladningsspændingen i elektriske køretøjer, størrelsen af komponenterne bliver større, og PCB-ledninger skal modstå højere strømme. For at undgå problemer såsom overbelastning, overophedning eller kontrolleret derating af ladestrøm, bruges tykke kobber- eller indlejrede kobberløsninger ofte til at opnå høj flerlag af tykke kobber-printkort, og indlejrede kobber- og indlejrede kobberprocesser introduceres for at forbedre varmeafledningsevnerne. Dette stiller større udfordringer til materialeegenskaberne og fremstillingsprocesserne for trykte kredsløb, hvilket kræver udvikling af nye materialer og processer med højere strømbærende kapacitet og bedre varmeafledningsevne.
(5) Assistere i letvægts batterisystemer
Brug af FPC i stedet for ledningsnet i batterimoduler, der styres af strømbatteriets BMS, kan effektivt nå lette mål og spare plads. FPC har egenskaberne ved at være tynd, let og bøjelig, hvilket gør den mere velegnet til applikationer i batterimoduler, der kræver stor plads og vægt.