4 汽车智能电源分配模块在交付使用阶段PCBA应变监侧与闭值管理
汽车智能电源分配模块在交付使用阶段将会经历运输、安装固定和使用维修等操作过程,所以PCBA在此阶段中同样存在SMT焊点损伤的风险。为了使智能电源分配模块性能可靠性在整车全寿命周期中得到保证,所以在IPDM使用维修阶段必须采取有效的PCBA应变管理策略,即通过对运输、安装固定和使用维修中操作过程的模拟,通过PCBA应变实施监测和数据分析,通过技术评审中的应变闭值管理,实现对IPDM可靠性进行有效管控。
汽车智能电源分配模块在使用维修阶段可以采取如下工作流程实施PCBA应变监测和闭值管理。
1)模拟运输过程中意外事件和错误操作并实施PCBA应变数据监测,通过数据分析和运输操作校验技术评审中的应变闭值管理,来验证智能电源分配模块包装设计对策的有效性。
2)模拟实车安装固定过程中的连接器插拔和螺栓安装力矩并实施 PCBA应变数据监测,通过数据分析和安装固定操作校验技术评审中的应变闭值管理,来验证智能电源分配模块结构设计对策的有效性。
3)模拟使用维修过程中意外事件和错误操作并实施PCBA应变数据监测,通过数据分析和维修操作校验技术评审中的应变闭值管理,来验证智能电源分配模块防护设计对策的有效性。
5 PCBA应变监侧与管理策略在汽车智能电源分配模块研发中的重要作用
IPDM高集成度SMT设计和高密度功率设计趋势已被广泛认同,上述两种趋势中无论哪一种与无铅焊接工艺叠加都会明显降低PCBA机械应变或热应变的闭值,在两种趋势与无铅焊接工艺同时作用下,会极大程度增加SMT焊点损伤的可能性。
汽车智能电源分配模块在研发中既要满足汽车轻量化和智能化的设计需求,又要协调好性能指标与经济性的合理分配,如何平衡好这些相互矛盾的设计需求,对保证IPDM性能和可靠性指标是非常重要的。
虽然使用薄壁或低密度轻型材料实现轻量化可以节省燃料和减少碳排放,但是如果忽略了必要的强度则对汽车安全性会有很大影响。同样如果过度考虑强度则增加汽车质量,同时对汽车经济性和环保指标造成影响。
智能电源分配模块在研发中能否有效地协调轻量化与结构强度的平衡关系,能否有效地协调智能化的高密度设计与制造工艺可行性的平衡关系,必须首先知道PCBA各个部位应变值和对应SMT焊点强度要求的应变阈值,同时在产品所经历的各个阶段实施PCBA应变值监测和闭值管理。
由于不同阶段的操作压力产生的应变通常是微观现象,其引发的SMT焊点损伤同样是微观的,同时常规的测量方法又不能直观检测和发现,这种微观SMT焊点损伤的“合格产品”常常直接流入交付使用阶段。如果不能有效地对PCBA应变实施监测和阂值管理,则 “合格产品”在交付使用阶段中的早期失效故障率将大幅上升,使得产品在全生命周期内的可靠性指标大幅下降。因此只有在汽车智能电源分配模块研发中对各个阶段实施有效的PCBA应变实施监测和闭值管理,才能有效地保证产品的可靠性指标。所以,对PCBA应变实施监测和管理策略,在智能电源分配模块的研发中具有重要的作用。
随着车联网的推广应用,球栅阵列封装(简称BGA)器件在汽车电子电气系统控制模块中更多地被使用。虽然BGA器件在许多性能方面(更高密度的引脚封装,更小的阻抗,更低的热阻等)优于SMT器件,但是BGA器件因不能有效地分散压力而更容易引发BGA焊接节点开裂。因此,今后在汽车智能电源分配模块研发中,对PCBA实施应变监测和阑值管理所发挥的重要作用将更加突出。
6 结论
本文论述了汽车智能电源分配模块PCBA应变实施监测和管理策略,通过实际研发的应用案例,充分论证了在汽车智能电源分配模块PCBA应变实施监测和管理策略的必要性、重要性和可行性。