Tu mejor automoción Proveedor de PCB: PCBbásico
Quizás conozca el uso de placas de circuito impreso (PCB) en televisores, cámaras, teléfonos inteligentes y computadoras. Existen varios sectores que dependen en gran medida de las PCB. Entre ellos, el automotriz.
Una placa de circuito impreso (PCB) utilizada en la industria automotriz se conoce como PCB automotriz. Al fin y al cabo, los fabricantes de PCB las diseñan específicamente para vehículos. Estas placas de circuito desempeñan un papel fundamental en la mejora de la seguridad y el rendimiento de los automóviles.
Esta publicación le ofrece información completa sobre las PCB automotrices, sus tipos y aplicaciones. Comencemos sin más demora.
¿Qué son las PCB automotrices?
Una PCB automotriz es una placa de circuito impreso única que se utiliza en diversos tipos de vehículos. Desempeña un papel fundamental en la tecnología automotriz.
Las empresas automotrices lo utilizan en diversos componentes electrónicos. Se puede observar su uso en sistemas de frenos antibloqueo, pantallas digitales, GPS, controles de airbags y más.
No estaría mal mencionar que estos circuitos están transformando el sector automotriz. Hacen que los vehículos sean más seguros y confiables.
Si observa el diseño de PCB automotriz, notará cuán diferente es de los PCB normales.
Dado que el sector automotriz tiene requisitos específicos, las PCB automotrices son diferentes a las PCB estándar. Veamos en qué se diferencian de las PCB estándar.
En qué se diferencian las PCB automotrices de las PCB estándar
Ambos tipos de PCB son diferentes en términos de los siguientes aspectos.
Material
A diferencia de las placas de circuito impreso estándar, las PCB automotrices contienen dos o más materiales prefabricados. Esto las hace resistentes a altas temperaturas y humedades. Generalmente, estos materiales incluyen laminado epoxi de fibra de vidrio ignífugo y PTFE con relleno de cerámica.
Grosor
La mayoría de las placas de circuito impreso (PCB) estándar tienen un grosor de entre 0.2 y 3.0 mm. Por el contrario, el grosor de las placas PCB para automóviles varía entre 0.6 y 3.2 mm, según los requisitos.
Láminas de cobre
Generalmente, una placa de circuito impreso (PCB) automotriz utiliza cobre más grueso para sus capas interna y externa. Esto ayuda a la PCB a soportar vibraciones eléctricas. Además, una lámina de cobre más gruesa garantiza un mejor paso de corriente.
Material adhesivo
Las placas de circuito impreso convencionales utilizan material adhesivo estándar. Sin embargo, las PCB para automóviles utilizan materiales adhesivos como resinas epoxi, poliimidas, acrílicos y, en ocasiones, adhesivos de silicona. Estos protegen las PCB de vibraciones y altas temperaturas.
Evolución de la tecnología de PCB para automoción
La historia de las placas de circuito impreso se remonta a principios del siglo XX. Albert Hanson fue quien presentó la patente de una placa aislante laminada con conductor plano.
Hasta 1943, la placa de circuito impreso no se fabricó ni se utilizó. El Ejército estadounidense la utilizó por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial para fabricar fusibles de proximidad.
Gradualmente, diferentes industrias comenzaron a adoptar esta tecnología. Hoy en día, desde juguetes hasta aviones de combate, los PCB están en todas partes.
En la industria automotriz, la tecnología de PCB alcanza nuevos hitos cada año. Si nos fijamos, las PCB automotrices están transformando la electrónica de los vehículos.
Las empresas automotrices comenzaron a usar PCB a mediados del siglo XX. Surgieron como una alternativa a las conexiones eléctricas complejas. Estos circuitos simplificaron la integración de cableado y componentes.
Hoy en día, son más que eso. Hoy en día, la PCB automotriz está mejorando la seguridad y el rendimiento de los vehículos.
El futuro de las PCB automotrices es prometedor. En los próximos años, es posible que veamos la integración de IA en ellas. Se podrán programar para tomar decisiones en tiempo real y mejorar la seguridad de los vehículos.
Los fabricantes de vehículos eléctricos también podrían utilizarlos para favorecer la carga rápida.
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Ventajas de los PCB automotrices que ofrece PCBasic
• Controla y cumple con estrictos requisitos de contaminación.
• Aumentar la comodidad y simplificar el manejo de las piezas de automóvil y mejorar las normas de seguridad.
• Produce baja interferencia electromagnética
• Garantizar una mejor eficiencia del combustible
• Bajo consumo de energía
Aplicaciones y tipos de PCB en la industria automotriz
Antes era muy difícil encontrar un coche estadounidense equipado con tecnología informática. Estas computadoras requieren complejas placas de circuito impreso (PCB) para su funcionamiento. Pero hoy en día, ningún coche puede funcionar sin una computadora de a bordo. El mercado internacional del automóvil se ha desarrollado de forma compleja. Cada vez más computadoras de a bordo se integran en funciones básicas del sistema, generando alertas de servicio o habilitando funciones de seguridad.
Dado que existen muchos tipos diferentes de sistemas electrónicos en los automóviles actuales, los tipos de PCB necesarios varían considerablemente. Un mismo vehículo puede requerir PCB flexibles, PCB rígidas y PCB rígido-flexibles para diferentes tecnologías. A medida que la gente demanda más accesorios y funciones para automóviles con componentes electrónicos, la variedad de PCB para automóviles continúa creciendo.
Los fabricantes de PCB para automoción necesitan ofrecer diversas opciones de PCB. Actualmente, los sistemas y operaciones que utilizan PCB para mejorar la eficiencia y la seguridad incluyen luces LED traseras, luces de carretera, dispositivos de control de transmisión y unidades de control de confort. También se pueden encontrar PCB para motores de gestión, sistemas de entretenimiento, pantallas digitales, radares, GPS, sistemas de sincronización de relés de potencia, control de espejos retrovisores, etc.
Los fabricantes de PCB para automoción necesitan ofrecer diversos tipos de PCB. Además, quienes fabrican, ensamblan y transportan placas de circuito impreso para la industria automotriz también deben ofrecer PCB para automoción que sean duraderas y resistentes a la corrosión. Además, deben ofrecer una vida útil más larga. Por lo tanto, es fundamental contar con PCB para automoción de alta temperatura que permitan una rápida disipación del calor.
¿Qué tipos de PCB automotrices especiales existen? Veamos.
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Tipos de PCB para automoción
Para cumplir con los estrictos requisitos de espacio, peso y costo, la industria automotriz utiliza diferentes PCB. La estructura de estas PCB automotrices y los tipos de materiales o sustratos utilizados difieren. Existen varios tipos de PCB automotrices:
PCB rígido:
Se trata de una placa de circuito impreso tradicional, no flexible, que suele fabricarse con FR4. Sus aplicaciones incluyen un monitor y una pantalla de cámara de marcha atrás.
PCB flexible:
Estas placas de circuito impreso (PCB) están hechas de sustratos plásticos flexibles. Su ventaja es que se pueden torcer y doblar, y son ampliamente utilizadas, especialmente en espacios reducidos o formas irregulares, como la conexión de pantallas, paneles de control e interruptores de luz.
PCB rígido y flexible:
Son una combinación de los dos tipos de PCB mencionados anteriormente, por lo que comparten las ventajas de ambos. Los PCB rígidos-flexibles se utilizan en sistemas de iluminación.
PCB LED:
El creciente uso de LED de alta potencia y alto brillo requiere placas de circuito impreso (PCB) para automóviles (generalmente fabricadas con sustratos metálicos como el aluminio) con excelente disipación térmica. Este tipo de PCB se utiliza para intermitentes, faros y luces de freno de automóviles.
Placa de circuito impreso HDI:
La abreviatura de HDI (interconexión de alta densidad) se refiere a una PCB con alta densidad de conexiones eléctricas por unidad de área. Estas PCB automotrices tienen espacios y líneas más ventilados, vías y almohadillas de captura más pequeñas, y una mayor densidad de almohadillas de conexión. La PCB HDI se utiliza ampliamente en sistemas de infoentretenimiento para mejorar la calidad del cableado y reducir el peso y el tamaño de la solución.
Materiales de PCB para automoción y componentes clave
Una placa de circuito impreso de automóvil consta de los siguientes componentes y materiales.
Sustrato/Material base
Las PCB automotrices se fabrican con un material base que ofrece alta resistencia mecánica y excelente solidez térmica. Los materiales de sustrato más comunes para estas PCB incluyen cerámica y poliimida.
Lámina de cobre
La lámina de cobre es otro material principal utilizado en las PCB de automoción. Si observa detenidamente el diseño de PCB de automoción, notará pistas conductoras de cobre. Los diseñadores de PCB utilizan únicamente cobre de alta calidad para esta tarea.
Marca de soldadura
También conocida como tope de soldadura, una marca de soldadura es una fina capa de polímero aplicada a las pistas de cobre. Protege las pistas de la capa de cortocircuitos. Además, ofrece protección contra el calor excesivo.
Serigrafía
La serigrafía son trazos de tinta que indican las etiquetas de los diferentes componentes de las placas de circuitos impresos.
Materiales de interfaz térmica
Estos materiales disipan el calor excesivo para que los demás componentes funcionen a una temperatura ideal.
Componentes de PCB para automoción
Una PCB automotriz incluye los siguientes componentes.
• Conectores
• Microcontroladores
• de altura
• Sistemas de seguridad
Además de esto, la placa de circuito contiene chips especializados para la gestión de energía, control del motor, funciones de seguridad e información y entretenimiento.
El papel de los PCB en la seguridad y el rendimiento de los vehículos
Las PCB automotrices desempeñan un papel importante en la mejora de la seguridad de los vehículos modernos. Las PCB de seguridad en los automóviles funcionan de diferentes maneras. Algunos ejemplos comunes incluyen:
Las bolsas de aire
Huelga decir la importancia de los airbags en un vehículo. Sin embargo, la mayoría de la gente desconoce que las PCB automotrices ayudan a gestionar los sistemas de despliegue de los airbags. Procesan los datos de los sensores para determinar cuándo desplegar un airbag durante una colisión.
ADAS (Sistemas avanzados de asistencia al conductor)
Hoy en día, los ADAS desempeñan un papel crucial en la minimización de accidentes automovilísticos. Sin embargo, este sistema de seguridad depende en gran medida de la PCB automotriz para funcionar correctamente. La placa de circuito procesa los datos para generar todo tipo de alertas.
Sistemas de frenos antibloqueo (ABS)
Hoy en día, la mayoría de los coches incorporan sistemas de seguridad ABS. Este sistema ayuda a controlar la dirección y a reducir el tiempo de frenado.
El sistema de frenos antibloqueo utiliza PCB para mejorar la respuesta de frenado. Además, ayudan a mantener el control del vehículo.
Control electrónico de estabilidad (ESC)
También se puede observar el uso de PCB automotrices en los sistemas ESC. Estas monitorean el ángulo de dirección, la velocidad de las ruedas y la aceleración.
Red de comunicación de automóviles
Las PCB de seguridad también ayudan a gestionar la red de comunicación de un vehículo. Estas placas de circuito facilitan sistemas de seguridad, como CAN, FlexRay, etc.
Además de la seguridad, los fabricantes de automóviles también emplean PCB automotrices para mejorar el rendimiento de sus vehículos. Conocidas como PCB de mejora del rendimiento, las placas de circuito impreso (PCB) automotrices también pueden optimizar el rendimiento de los vehículos.
Aprendamos cómo una PCB automotriz ayuda a mejorar el rendimiento de los vehículos.
Control de inyección de combustible
Una placa de circuito impreso de control del motor controla la sincronización y la cantidad de inyección de combustible en los cilindros. Como resultado, ayuda a los automóviles a obtener una potencia óptima.
Manejo de la carga de choque y la vibración del motor
Las PCB automotrices también gestionan la vibración del motor y el impacto de los golpes. Si bien no desempeñan un papel directo en la gestión de estos, controlan los sistemas de suspensión que, a su vez, controlan el impacto de los golpes y los impactos.
Control del motor
Existen placas de circuito impreso (PCB) de control del motor que gestionan diferentes aspectos de su funcionamiento. Son una parte crucial de la unidad de control del motor de un vehículo. Las PCB de control del motor ayudan a gestionar la inyección de combustible, la potencia, la sincronización del encendido y más.
Control de engranajes
Los vehículos con transmisiones automáticas dependen de placas de circuitos impresos para manejar las unidades de control de transmisión y los cambios de marcha.
Desafíos y soluciones en la fabricación de PCB para automoción
Las PCB automotrices están simplificando mucho la industria automotriz. Sin embargo, su fabricación no es sencilla.
Un fabricante se enfrenta a diversos desafíos al realizar estos circuitos impresos.
1. Innovaciones tecnológicas
La tecnología de PCB se actualiza continuamente gracias a los avances tecnológicos. Para algunos fabricantes, mantenerse al día con las innovaciones es un desafío.
Si no adoptas la innovación en tu producción, no será fácil vencer a la competencia.
Para superar este problema, las empresas necesitan brindar a su personal capacitación para cumplir con las expectativas y demandas de los tiempos modernos.
2. Soportar un entorno hostil
Los vehículos motorizados operan en diferentes condiciones ambientales. Los fabricantes crean circuitos impresos que resisten diversas condiciones climáticas sin comprometer su funcionalidad. Desafortunadamente, no es tan sencillo como parece.
Generalmente, los fabricantes utilizan laminados y recubrimientos avanzados en las PCB para que puedan funcionar perfectamente en cualquier situación.
3. Cumplimiento de los estándares de PCB para automoción
La industria automotriz es bastante estricta en cuanto a calidad. Los fabricantes de PCB deben cumplir con numerosos estándares de calidad.
Dado que la función de las PCB automotrices está directamente relacionada con la seguridad de los vehículos, deben ser impecables. Estas PCB deben funcionar a la perfección durante largos periodos sin fallas.
En la actualidad, los fabricantes emplean el ensamblaje automatizado para mejorar la calidad de las placas de circuitos.
4. Complejidad de la miniaturización
Dado que las PCB contienen componentes y materiales diminutos, son complejas. Además, en los vehículos, deben ubicarse en espacios reducidos.
Como resultado, el proceso de fabricación se somete a una serie de inspecciones para garantizar la precisión de las placas PCB. Además, los fabricantes utilizan diversas soluciones de PCB para automoción y técnicas de miniaturización.
El impacto de los PCB en el sector automotriz
Al centrarnos en las industrias de conducción autónoma y de vehículos eléctricos, descubriremos que la PCB automotriz combina todos los sensores y componentes delicados necesarios para el funcionamiento estable del automóvil.
Imagine la PCB automotriz como el chasis de un coche. El motor, los sensores, los ejes y las ruedas conformarán los componentes electrónicos de la PCB. Para las PCB automotrices, la fiabilidad es fundamental. Deben resistir condiciones ambientales extremas y vibraciones, y su rendimiento no debe ser decepcionante. Y lo que es más importante, los fabricantes de PCB automotrices deben obtener la certificación ISO/TS 16949, basada en la norma ISO 9001 para automoción, a largo plazo. Su resistencia al calor y su larga vida útil hacen que las PCB automotrices sean completamente diferentes de otras placas de circuito impreso.
La tecnología de PCB automotriz promueve el desarrollo de industrias emergentes
El automóvil se ha convertido en un complejo conjunto de sistemas y software, incluso en vehículos tripulados. Con la ambición de que el vehículo tome las riendas de la conducción, los cerebros de estos vehículos decisorios deben ser de la más alta calidad. Por lo tanto, los proveedores de PCB para automoción y las empresas de ensamblaje se convertirán en contribuyentes clave, como Advanced Circuits.
Perspectivas globales para el mercado de PCB para automoción
Se espera que entre 2018 y 2024, el mercado mundial de PCB para automoción supere los 14 mil millones de dólares.
Se estima que entre 2020 y 2025, la tasa de crecimiento anual compuesta del mercado de PCB automotriz será de alrededor del 6%.
Las PCB de una sola cara representaron la mayor parte del mercado de PCB para automoción en 2018. Su uso generalizado en productos electrónicos, como sistemas de iluminación, sistemas de limpiaparabrisas y módulos de aceleración electrónica, podría impulsar el crecimiento de este mercado. Países como China, Taiwán y Corea del Sur son los mayores fabricantes de PCB de una sola cara en Asia. Se prevé un crecimiento considerable de las PCB multicapa y flexibles para automoción en los próximos años.
Se espera que la mejora continua de la aplicabilidad de las PCB rígido-flexibles, la popularización de los sistemas de infoentretenimiento vehicular, la llegada de vehículos de nuevas energías y el creciente potencial de los ADAS contribuyan al crecimiento del mercado global de PCB para automoción. Los automóviles de lujo están equipados con sistemas electrónicos avanzados que brindan a los usuarios mayor seguridad, comodidad y conveniencia. Por lo tanto, se espera que los vehículos ligeros de lujo ocupen una parte importante del mercado global de PCB para automoción durante el período de pronóstico.
Los principales factores que impulsan el crecimiento del mercado de PCB para automoción son el aumento de la producción y las ventas de automóviles y la incorporación de tecnologías de seguridad avanzadas. Por otro lado, estos son requisitos obligatorios de las agencias gubernamentales; la demanda de sistemas de comodidad y confort, y el crecimiento del mercado se aplican a los vehículos eléctricos híbridos y a los vehículos eléctricos de batería.
ADescripción general del mercado de PCB para automóviles
En abril de 2019, Tripod Technology firmó un contrato de 64.8 millones de dólares para construir líneas de producción adicionales en la planta de producción de Xiantao, en Hubei, China. La nueva planta suministrará automóviles a los fabricantes nacionales y al mercado internacional para satisfacer la creciente demanda de producción de automóviles. Por lo tanto, se prevé que, a partir de 2020, la demanda de PCB para automóviles crezca a un ritmo significativo.
En febrero de 2020, Lumax Industries amplió su empresa conjunta con la japonesa Stanley Electric. La compañía proporcionará una gama completa de productos actuales y futuros de Stanley Electric a la industria automotriz india. La PCB automotriz es el componente principal del sistema de iluminación automotriz de Lumax. El objetivo de Lumax es ampliar la línea de productos con Stanley Electric y ofrecer una amplia gama de componentes electrónicos avanzados. La empresa conjunta pronto ampliará su línea de productos a paneles de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Por lo tanto, la demanda de PCB automotrices podría seguir creciendo. El producto se fabricará localmente en la nueva fábrica de electrónica de Bawal, Haryana. Actualmente está en conversaciones con fabricantes de equipos originales (OEM) japoneses.
Principales tendencias del mercado de PCB para automoción
El aumento de las ventas de vehículos eléctricos impulsa el crecimiento del mercado de PCB para automoción.
La gente está cada vez más preocupada por las emisiones globales de los automóviles y las iniciativas gubernamentales para aumentar las ventas de vehículos eléctricos. Como resultado, las ventas de vehículos eléctricos crecerán a una tasa anual compuesta más alta. Por ejemplo, el gobierno noruego ha reducido algunos tipos impositivos y también está invirtiendo fuertemente en infraestructura. Estas medidas promueven las ventas de vehículos eléctricos y convertirán a la zona en una zona ecológica para 2025.
Con la creciente adopción de la tecnología de sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) en vehículos eléctricos, la demanda del mercado de PCB para automoción ha aumentado gradualmente. Se prevé que en los próximos años, el uso de PCB para automoción en sistemas ADAS se generalice. Por lo tanto, los proveedores del mercado global de PCB para automoción esperan atender la creciente tendencia de instalación de ADAS en automóviles en los próximos años. Además, se espera que el auge de la instalación de sistemas de infoentretenimiento en vehículos (IVI) impulse la demanda de PCB flexibles.
La digitalización de la simulación del diseño de PCB se está convirtiendo en el concepto central del mercado global de PCB para automoción. Permite garantizar una preparación adecuada del prototipo antes de su integración en la simulación del proceso de diseño. Además, se espera que la electrificación de los mecanismos de los motores y la tecnología de propulsión impulsen aún más el desarrollo del mercado de PCB para automoción.
La creciente demanda de interruptores para el panel de instrumentos, componentes estéreo y de audio, pantallas y sistemas de visualización digitales, sistemas de radar para vehículos, sistemas de navegación y diagnóstico vehicular también ha impulsado el mercado de PCB para automoción. El mercado de componentes internos fue el segmento más grande del mercado de PCB para automoción en 2018. Con el creciente énfasis en las normas de seguridad y una mejor experiencia de conducción, los fabricantes de automóviles invierten activamente en PCB para automoción avanzados. La región Asia-Pacífico fue el mercado de PCB para automoción más crítico en 2018 y podría mantener su liderazgo durante el período de pronóstico.
El sector de los componentes de control de motores es el segundo mayor contribuyente al mercado de PCB para automoción. El aumento en el uso de ECU seguramente incrementará el uso de procesadores y semiconductores, lo que afectará indirectamente el crecimiento del mercado de PCB para automoción. Los componentes del sistema de propulsión se han adoptado ampliamente en vehículos híbridos y totalmente eléctricos, lo que ha incrementado la demanda de PCB para automoción. Además, el aumento de las regulaciones sobre emisiones de combustible está impulsando a los fabricantes de equipos originales (OEM) y a los proveedores de primer nivel a centrarse en la electrificación de los componentes del sistema de propulsión.
La región de Asia y el Pacífico ocupa una importante cuota de mercado
Esta región representa aproximadamente el 60% de la población mundial y es la principal economía en desarrollo del mundo. Gracias a la construcción, el transporte, la industrialización, etc., economías como China e India han experimentado un crecimiento más rápido. Esto ha impulsado un aumento de la demanda de automóviles en la región Asia-Pacífico. Además, algunos países de la zona exigen características de seguridad activa y pasiva para los vehículos, lo que impulsa el crecimiento del mercado de PCB para automóviles en la región Asia-Pacífico. El gobierno regional intentó ofrecer subsidios a los compradores de automóviles eléctricos para aumentar su tasa de compra. Por ejemplo, el gobierno japonés ofrece un subsidio único para la compra de automóviles eléctricos con el fin de eliminar el uso de vehículos con motor de combustión interna en el país para 2050.
Por ejemplo, los propietarios de un Nissan Leaf de 30 kilovatios hora pueden recibir un subsidio de aproximadamente US$3,000. El límite máximo es de US$7,700, dependiendo del kilometraje del vehículo. Además, quienes adquieran vehículos eléctricos de cero emisiones pueden reducir sus impuestos vehiculares en un 50 % cada año.
Debido al impacto de la COVID-19, los principales proveedores japoneses de automóviles tuvieron que cerrar el mercado a principios de 2020. Cuando los efectos de la COVID-19 comiencen a disminuir, la situación del mercado mundial de PCB para automóviles se deteriorará aún más. Debido a esta incertidumbre, los principales fabricantes japoneses de automóviles han decidido comenzar a reducir su dependencia de China.
Mercado de PCB para automoción: geografía
Gracias a los bajos costos de mano de obra y logística, la producción de automóviles en China, Japón, Corea del Sur y Taiwán ha mantenido un crecimiento constante. La mejora de la capacidad de producción, el auge de la digitalización y la continua inversión en la industria automotriz han impulsado el desarrollo de la industria de PCB para automóviles en la región. Las ventas de vehículos eléctricos e híbridos en Estados Unidos y Canadá siguen en aumento, convirtiendo a Norteamérica en la segunda región geográfica más grande en el mercado mundial de PCB para automóviles. La creciente demanda de vehículos eléctricos en Alemania, Reino Unido y Francia es una de las principales razones del crecimiento del mercado de PCB para automóviles en Europa.
Brasil es la región líder en el mercado de PCB para automoción en Latinoamérica. Sin embargo, es probable que la inestabilidad política en Venezuela, la contracción de la economía brasileña y los desastres naturales afecten el crecimiento de este mercado. Además, a medida que los proveedores amplían su presencia, el mercado de PCB para automoción en la región MEA está experimentando un crecimiento considerable.
Panorama competitivo
El mercado de PCB para automoción está fragmentado, con varios participantes que ocupan una parte esencial del mercado. Algunas empresas reconocidas en este mercado son Infineon, Samsung, Amitron, CMK, etc. Estas empresas invierten grandes cantidades en investigación y desarrollo para innovar en productos y tecnologías.
