车载显示屏和普通消费类显示屏不一样,工作环境特别苛刻 —— 夏天暴晒时温度能到 85℃以上,冬天低温能到 - 40℃,还得承受汽车行驶时的振动、颠簸,甚至要抵抗发动机的电磁干扰。所以车载显示屏 PCB 的环境适应性,直接决定了显示屏的使用寿命和安全性。今天就跟大家聊聊,咱们工程师怎么设计车载显示屏 PCB,才能扛住这些极端环境。
- 高低温循环:汽车在户外暴晒或严寒环境下工作,PCB 要反复经历 - 40℃~85℃的温度循环,普通 PCB 的基材容易老化、开裂,焊点也可能因为热胀冷缩脱落。
- 振动冲击:汽车行驶时的振动、颠簸,会让 PCB 上的元器件和线路承受持续的机械应力,时间长了可能出现焊点松动、线路断裂。
- 电磁干扰:汽车发动机、空调等设备会产生大量电磁干扰,车载显示屏 PCB 如果抗干扰能力差,会出现显示花屏、信号失真,影响驾驶安全。
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抗高低温设计:材料和工艺双优化基材一定要选高 TG、耐老化的,建议选 TG≥170℃的 FR-4 基材,比如生益 S1130,或者更高级的军工级基材,在高低温下性能更稳定。焊点方面,用无铅焊料(Sn-3.0Ag-0.5Cu),熔点 217℃,比普通焊料的耐高温性和韧性更好。另外,PCB 的铜厚可以选 2oz(70μm),比 1oz 的铜箔导热性好,能减少高低温循环时的应力集中,捷配这边车载 PCB 默认用 2oz 铜厚,就是为了提升抗高低温能力。
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抗振动设计:结构和固定方式优化首先是 PCB 的结构设计,别做太细长的形状,尽量设计得紧凑,边缘预留足够的固定孔(至少 4 个),固定孔周围用加强盘,增加强度。其次是元器件布局,重的元器件(比如接口、芯片)尽量靠近固定孔,减少振动时的力矩;元器件之间留足够间隙,避免振动时互相碰撞。另外,焊接时要确保焊点饱满,建议做波峰焊后再补焊一遍,提升焊点的抗振动能力。
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抗电磁干扰设计:屏蔽和接地双保障一是布线时模拟电路和数字电路分开布局,避免互相干扰;电源线和信号线分开走,电源线尽量粗一点(≥1mm),减少电流干扰。二是做屏蔽设计,关键信号层可以铺屏蔽铜皮,屏蔽铜皮接地,形成屏蔽腔体,阻挡外部电磁干扰;接口部分可以加屏蔽罩,进一步提升抗干扰能力。三是接地设计,采用单点接地或星形接地,接地阻抗≤0.01Ω,避免地电位偏移导致的干扰,捷配的工程师在做车载 PCB 设计审核时,都会重点检查接地设计。
车载显示屏 PCB 的环境适应性,核心是 “抗高低温、抗振动、抗干扰”。咱们做工程的,设计时要按车规标准来,材料上别省成本,高 TG 基材、优质焊料这些都是基础;结构和布线时多考虑汽车的工作环境,比如振动、电磁干扰。另外,量产前一定要做严格的环境测试,比如高低温循环测试、振动测试、电磁兼容测试,捷配这边能提供全套车规测试服务,确保产品达标。还有,尽量选择通过 IATF16949 汽车认证的供应商,他们的生产工艺和质量管控更符合车规要求,产品更可靠。