परिचय: ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स और में तकनीकी चुनौतियाँकैपेल के नवाचार

जैसे-जैसे स्वायत्त ड्राइविंग L5 की ओर विकसित हो रही है और इलेक्ट्रिक वाहन (EV) बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) उच्च ऊर्जा घनत्व और सुरक्षा की मांग कर रही है, पारंपरिक PCB प्रौद्योगिकियां महत्वपूर्ण मुद्दों को संबोधित करने के लिए संघर्ष कर रही हैं:

• तापीय भगोड़ा जोखिम: ECU चिपसेट 80W से अधिक बिजली की खपत करते हैं, स्थानीय तापमान 150°C तक पहुँच जाता है
• 3D एकीकरण सीमाएँ: BMS को 0.6 मिमी बोर्ड मोटाई के भीतर 256+ सिग्नल चैनलों की आवश्यकता होती है
• कंपन विफलताएँ: स्वायत्त सेंसर को 20G यांत्रिक झटकों का सामना करना होगा
• लघुकरण की मांग: LiDAR नियंत्रकों को 0.03 मिमी ट्रेस चौड़ाई और 32-परत स्टैकिंग की आवश्यकता होती है

कैपेल टेक्नोलॉजी ने 15 वर्षों के अनुसंधान एवं विकास का लाभ उठाते हुए एक परिवर्तनकारी समाधान प्रस्तुत किया हैउच्च तापीय चालकता पीसीबी(2.0 वॉट/एमके),उच्च तापमान प्रतिरोधी पीसीबी(-55° सेल्सियस~260° सेल्सियस), और32-परतप्रौद्योगिकी के माध्यम से मानव विकास सूचकांक को छिपाया गया(0.075मिमी माइक्रोविआस).

खंड 1: स्वचालित ड्राइविंग ECUs के लिए थर्मल प्रबंधन क्रांति

1.1 ईसीयू थर्मल चुनौतियां

• एनवीडिया ओरिन चिपसेट हीट फ्लक्स घनत्व: 120W/cm²
• पारंपरिक FR-4 सबस्ट्रेट्स (0.3W/mK) के कारण चिप जंक्शन तापमान में 35% की वृद्धि होती है
• ईसीयू की 62% विफलताएं थर्मल तनाव-प्रेरित सोल्डर थकान से उत्पन्न होती हैं

1.2 कैपेल की थर्मल ऑप्टिमाइज़ेशन तकनीक

सामग्री नवाचार:

• नैनो-एल्यूमिना प्रबलित पॉलीमाइड सब्सट्रेट (2.0±0.2W/mK तापीय चालकता)
• 3D कॉपर पिलर एरे (400% बढ़ा हुआ ताप अपव्यय क्षेत्र)

प्रक्रिया सफलताएँ:

• अनुकूलित तापीय पथों के लिए लेजर डायरेक्ट स्ट्रक्चरिंग (एलडीएस)
• हाइब्रिड स्टैकिंग: 0.15 मिमी अल्ट्रा-पतली तांबा + 2 औंस भारी तांबे की परतें

प्रदर्शन तुलना:

खंड 2: 32-लेयर एचडीआई प्रौद्योगिकी के साथ बीएमएस वायरिंग क्रांति

2.1 बीएमएस डिजाइन में उद्योग की समस्याएं

• 800V प्लेटफ़ॉर्म को 256+ सेल वोल्टेज मॉनिटरिंग चैनलों की आवश्यकता होती है
• पारंपरिक डिजाइन 15% प्रतिबाधा बेमेल के साथ स्थान सीमा को 200% तक पार कर जाते हैं

2.2 कैपेल के उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट समाधान

स्टैकअप इंजीनियरिंग:

• 1+N+1 कोई भी परत HDI संरचना (0.035 मिमी मोटाई पर 32 परतें)
• ±5% विभेदक प्रतिबाधा नियंत्रण (10Gbps उच्च गति संकेत)

माइक्रोविया टेक्नोलॉजी:

• 0.075 मिमी लेजर-ब्लाइंड विअस (12:1 पहलू अनुपात)
• <5% प्लेटिंग शून्य दर (IPC-6012B वर्ग 3 अनुरूप)

बेंचमार्क परिणाम:

अनुभाग 3: चरम पर्यावरण विश्वसनीयता – MIL-SPEC प्रमाणित समाधान

3.1 उच्च तापमान सामग्री प्रदर्शन

• ग्लास संक्रमण तापमान (Tg): 280°C (IPC-TM-650 2.4.24C)
• अपघटन तापमान (Td): 385°C (5% वजन में कमी)
• थर्मल शॉक सर्वाइवल: 1,000 चक्र (-55°C↔260°C)

3.2 स्वामित्व संरक्षण प्रौद्योगिकियाँ

• प्लाज्मा-ग्राफ्टेड पॉलीमर कोटिंग (1,000h नमक स्प्रे प्रतिरोध)
• 3D EMI परिरक्षण गुहा (60dB क्षीणन @10GHz)

अनुभाग 4: केस स्टडी – वैश्विक शीर्ष 3 ईवी ओईएम के साथ सहयोग

4.1 800V बीएमएस नियंत्रण मॉड्यूल

• चुनौती: 85×60 मिमी स्पेस में 512-चैनल AFE को एकीकृत करना
• समाधान:
  1. 20-परत कठोर-लचीला पीसीबी (3 मिमी मोड़ त्रिज्या)
  2. एम्बेडेड तापमान सेंसर नेटवर्क (0.03 मिमी ट्रेस चौड़ाई)
  3. स्थानीयकृत धातु-कोर शीतलन (0.15°C·cm²/W तापीय प्रतिरोध)

4.2 L4 स्वायत्त डोमेन नियंत्रक

• परिणाम:
  • 40% बिजली कटौती (72W → 43W)
  • पारंपरिक डिजाइनों की तुलना में 66% आकार में कमी
  • ASIL-D कार्यात्मक सुरक्षा प्रमाणन

अनुभाग 5: प्रमाणन और गुणवत्ता आश्वासन

कैपेल की गुणवत्ता प्रणाली ऑटोमोटिव मानकों से आगे है:

• MIL-SPEC प्रमाणन: GJB 9001C-2017 के अनुरूप
• ऑटोमोटिव अनुपालन: IATF 16949:2016 + AEC-Q200 सत्यापन
• विश्वसनीयता परीक्षण:
  • 1,000h HAST (130°C/85% RH)
  • 50G मैकेनिकल शॉक (MIL-STD-883H)

निष्कर्ष: अगली पीढ़ी की पीसीबी प्रौद्योगिकी रोडमैप

कैपेल अग्रणी है:

• एम्बेडेड निष्क्रिय घटक (30% स्थान की बचत)
• ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक हाइब्रिड पीसीबी (0.2dB/सेमी हानि @850nm)
• एआई-संचालित डीएफएम प्रणालियां (15% उपज सुधार)

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