การพัฒนาอย่างรวดเร็วของรถยนต์พลังงานใหม่ได้เพิ่มความซับซ้อนและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของระบบอิเล็กทรอนิกส์ไปสู่ระดับใหม่ทั้งหมดแผงวงจรพิมพ์หลายชั้นด้วยประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม การผสานรวมในระดับสูง และความน่าเชื่อถือ ได้กลายเป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์หลักจำนวนมาก ซึ่งฝังลึกอยู่ในระบบต่างๆ เช่น กำลัง ความชาญฉลาด และความปลอดภัยของยานพาหนะพลังงานใหม่
1 ระบบไฟฟ้า
(1) ระบบการจัดการแบตเตอรี่
BMS ถือได้ว่าเป็น "สมอง" ของชุดแบตเตอรี่ ซึ่งควบคุมการชาร์จและการคายประจุ อุณหภูมิ ความสมดุล และด้านอื่น ๆ ของแบตเตอรี่อย่างครอบคลุม ฮาร์ดแวร์หลักคือแผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้น ชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์พลังงานใหม่ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรมหรือขนาน BMS จำเป็นต้องตรวจสอบแรงดัน กระแส อุณหภูมิ และพารามิเตอร์อื่นๆ ของแต่ละเซลล์แบบเรียลไทม์และแม่นยำ ยกตัวอย่าง BMS ของ Tesla Model 3 โดยใช้การออกแบบบอร์ด 8- เลเยอร์ที่มีความทนทานต่ออิมพีแดนซ์ซึ่งควบคุมอย่างเข้มงวดภายใน ± 5% เพื่อให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของสัญญาณ เนื่องจาก BMS จำเป็นต้องจัดการกับสัญญาณที่มีความละเอียดอ่อน เช่น การสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้า การตรวจจับกระแสไฟฟ้า และการสื่อสาร CAN แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นจึงมีชั้นสัญญาณเฉพาะที่สามารถแยกสายสัญญาณออกจากสายไฟฟ้าและสายกราวด์เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน รับประกันค่าการสุ่มตัวอย่าง ADC ที่เสถียร ลด-สัญญาณรบกวนความถี่สูงอย่างมีประสิทธิภาพ การสื่อสาร CAN บัสที่ราบรื่น และป้องกันการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดของ BMS ในเวลาเดียวกัน ในแง่ของการกระจายความร้อน ชั้นกลางของแผงวงจรพิมพ์หลาย- ชั้นสามารถใช้ฟอยล์ทองแดงกำลังพื้นที่ขนาดใหญ่เพื่อการกระจายความร้อนที่สม่ำเสมอ และระนาบกราวด์ด้านล่างทำหน้าที่เป็น "แผ่นกระจายความร้อน" โดยร่วมมือกับ Vias เพื่อส่งออกความร้อนของชิป หลีกเลี่ยงการลดความถี่ของชิปเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป และรับประกันการทำงานที่เสถียรของ BMS ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงของชุดแบตเตอรี่
(2) ตัวควบคุมมอเตอร์
MCU มีหน้าที่ควบคุมการทำงานของมอเตอร์ขับเคลื่อน รับคำสั่งจากตัวควบคุมยานพาหนะ และปรับความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ ในกระบวนการนี้ จะต้องทนต่อกระแสไฟกระชากสูงที่เกิดขึ้นทันที ซึ่งต้องการประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงมากและความสามารถในการกระจายความร้อนของแผงวงจรพิมพ์ พื้นผิว FR- แบบดั้งเดิมนั้นไม่เพียงพอ ในขณะที่แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นใช้วัสดุใหม่ เช่น ลามิเนตหุ้มทองแดงที่มีพื้นฐานมาจากเซรามิก- เพื่อเพิ่มการนำความร้อนเป็น 8W/m · K ซึ่งสามารถรองรับการทำงานที่เสถียรในระยะยาว- ที่สูงกว่า 120 องศา และแก้ไขปัญหาการลดประสิทธิภาพการทำงานที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นยังสามารถแปลงพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและควบคุมมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำผ่านโครงสร้างหลายชั้นและการจัดวางที่เหมาะสมของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เช่น ตัวขับมอเตอร์และอินเวอร์เตอร์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความราบรื่นและประสิทธิภาพของการส่งออกพลังงานของยานพาหนะ
2 ระบบอัจฉริยะ
(1) ระบบสาระบันเทิงในรถยนต์
ระบบมีฟังก์ชันที่หลากหลาย เช่น การเล่นเสียงและวิดีโอ การนำทาง และการแสดงข้อมูลยานพาหนะสำหรับผู้ขับขี่และผู้โดยสาร โดยมีแผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นที่มีบทบาทสำคัญในระบบนี้ ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องเชื่อมต่อหน้าจอแสดงผลกับชิปควบคุมและเซ็นเซอร์ต่างๆ เพื่อให้บรรลุ-เวลาจริง การนำเสนอข้อมูลแดชบอร์ดที่ชัดเจน และการตอบสนองที่ราบรื่นของ-การดำเนินการโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ของมนุษย์ ในทางกลับกัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีห้องนักบินอัจฉริยะ ระบบจำเป็นต้องรวมฟังก์ชันเพิ่มเติม เช่น การจดจำท่าทาง การควบคุมด้วยเสียง ฯลฯ ซึ่งต้องใช้แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นเพื่อให้มีความสามารถในการบูรณาการและการส่งสัญญาณที่สูงขึ้น แผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้นสามารถตอบสนองข้อกำหนดรูปแบบวงจรที่ซับซ้อนในพื้นที่จำกัดผ่านการเดินสายที่มีความหนาแน่นสูง-และการออกแบบให้มีขนาดเล็กลง ช่วยให้มั่นใจในการส่งสัญญาณที่รวดเร็วและแม่นยำระหว่างโมดูลการทำงาน และสร้างประสบการณ์การขับขี่ที่สะดวกสบายสำหรับผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น ด้านหลังหน้าจอควบคุมส่วนกลางของรถยนต์พลังงานใหม่ระดับไฮเอนด์-บางรุ่น หน้าจอแสดงผลเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดกับชิปประมวลผลหลายตัวผ่านแผงวงจรพิมพ์หลาย- ชั้น ทำให้ได้-เอาต์พุตภาพที่มีความละเอียดสูงและการตอบสนองของระบบที่รวดเร็ว
(2) ระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ
การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์: รถยนต์พลังงานใหม่มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ต่างๆ เช่น เรดาร์คลื่นมิลลิเมตร เรดาร์เลเซอร์ กล้อง เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก เซ็นเซอร์เร่งความเร็ว ฯลฯ เพื่อตรวจจับสภาพแวดล้อมโดยรอบและสถานะตนเองของยานพาหนะ แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นมีหน้าที่ในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เหล่านี้กับหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์ เพื่อให้สามารถส่งสัญญาณเซ็นเซอร์ได้อย่างเสถียร จากตัวอย่างเรดาร์คลื่นความถี่ 77GHz มิลลิเมตร มีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งสำหรับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและปัจจัยการสูญเสียของแผงวงจรพิมพ์ แผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้นได้ร่วมมือกับผู้ผลิตขั้นต้นเพื่อพัฒนาซับสเตรตฟิลเลอร์ PTFE+เซรามิก ซึ่งทำให้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกคงที่ที่ 3.0 ± 0.05 และลดปัจจัยการสูญเสียลงเหลือ 0.0015 ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการส่งสัญญาณความถี่สูง- และรับประกันการตรวจจับระยะทาง ความเร็ว และมุมของวัตถุเป้าหมายด้วยเรดาร์อย่างแม่นยำ สำหรับเซ็นเซอร์กล้อง แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นช่วยให้มั่นใจในการส่งสัญญาณภาพ-ความเร็วและสัญญาณรบกวนต่ำ-ผ่านรูปแบบเส้นที่เหมาะสม และให้ข้อมูลภาพที่ชัดเจนและแม่นยำสำหรับระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติ
ตัวควบคุมโดเมน: ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติไปสู่ระดับ L3 และสูงกว่า ตัวควบคุมโดเมนจำเป็นต้องรวมอินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาล ทำให้เกิดความท้าทายที่สูงขึ้นในเรื่องขนาด ความหนาแน่นของสายไฟ และประสิทธิภาพของแผงวงจรพิมพ์ แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นใช้เทคโนโลยีไฮบริดเลเยอร์ HDI+Ay เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อระหว่างรูขนาดจิ๋ว 0.1 มม. ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของสายไฟขึ้น 30% ในพื้นที่จำกัด และรองรับข้อกำหนดการรับส่งข้อมูลของฟิวชั่นเซ็นเซอร์หลาย- ตัวอย่างเช่น ขนาดแผงวงจรพิมพ์ระดับ L3 และสูงกว่าตัวควบคุมโดเมนการขับขี่แบบอัตโนมัติโดยทั่วไปจะเกิน 600 มม. × 400 มม. ด้วยการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสม แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นไม่เพียงตอบสนองข้อกำหนดขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังรับประกันว่าโมดูลการทำงานต่างๆ จะทำงานร่วมกันเพื่อให้เกิดการตัดสินใจที่แม่นยำและการควบคุมสถานะการขับขี่ของยานพาหนะ
3 ระบบรักษาความปลอดภัย
ในระบบที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย เช่น ระบบถุงลมนิรภัย ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก และระบบควบคุมเสถียรภาพแบบอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์พลังงานใหม่ แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นมีหน้าที่ในการส่งสัญญาณที่รวดเร็วและแม่นยำ ยกตัวอย่างระบบถุงลมนิรภัย แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นเชื่อมต่อเซ็นเซอร์การชนและตัวควบคุมถุงลมนิรภัย เมื่อยานพาหนะชนกัน สัญญาณการชนจะถูกส่งไปยังตัวควบคุมได้ในเวลาอันสั้น ส่งผลให้ถุงลมนิรภัยทำงานอย่างรวดเร็วและให้การปกป้องที่สำคัญแก่ผู้ขับขี่และผู้โดยสาร ในระบบ ABS และ ESC แผงวงจรพิมพ์หลาย-ชั้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณจากเซ็นเซอร์ความเร็วล้อ เซ็นเซอร์ความดัน และเซ็นเซอร์อื่นๆ จะถูกส่งไปยังชุดควบคุมอย่างทันท่วงที ด้วยเหตุนี้ ชุดควบคุมจะปรับแรงดันเบรกอย่างแม่นยำเพื่อป้องกันล้อล็อค รักษาเสถียรภาพของรถ และมั่นใจในความปลอดภัยในการขับขี่ในสถานการณ์ฉุกเฉิน แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นที่มีความแข็งแรงเชิงกลและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม สามารถรักษาสภาพการทำงานที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น การสั่นสะเทือนและการกระแทกระหว่างการทำงานของยานพาหนะ ทำให้มั่นใจถึงการทำงานของระบบความปลอดภัยที่เชื่อถือได้