העברת עובש תופסת תפקיד מרכזי בייצור חיישני הרכב ומודולים, שילוב דיוק גבוה, חזרות ונכסים חומריים חזקים.As כלי רכב מתפתחים לפלטפורמות מוגדרות תוכנה עם מספר הולך וגדל של יחידות בקרה אלקטרונית, את הצטברות של רכיבים עדינים הופך קריטי לאמינות בתנאים תפעוליים קשים. מאמר זה בוחן את העקרונות, היתרונות, ואת קצב העברת עובש בייצור אלקטרוניקה, מתן סקירות מקיף עבור מומחי איכות.

מה זה העברה מוליד?

דפוס העברה הוא תהליך ייצור פלסטיק תרמודקי שבו resin מעומקים נאלץ לתוך משטח עובש סגור המכיל שילוב לפני מקום - באופן חד-משמעי לוח מעגלים מודפס, מסגרת מובילה עם Semiconductor מת, או צואה מחבר.ה resin זורם סביב ובתוך החדר תחת לחץ מבוקר וטמפרטורה, מילוי כל ריקות ותכונות מורכבות לפני שעוברים תצורה כימית- ⁇ , בניגוד לזרימת חומר נוזל נוזל מבודד, אשר זורם לתוך זרם חשמלי מבודד, בניגוד לשרירים נוזל נוזל נוזל מבודד, אשר נשאר נוזל מבודד, אשר זורם באופן קבוע.

התהליך מתאים במיוחד עבור חיישני רכב כי זה יכול לבודד גיאוגרפיות מורכבות (למשל, חיישן הלחץ מת עם מערכת מיקרו-אלקטרוניקה-אלקטרוניקה (MEMS) diaphragms, מבני גל מכ"ם, או בדיקות טמפרטורה מוביל) ללא מגעים רגישים או מפרקי מים מוכרים.ה ⁇ המחוספס מספק מתחנן מצוין למתחים, קרמיקה, ויוצרת מחזור נמוך, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קוסמטיקה, 000, 000, 000, 000, 000 קוסמטיקה, 000, 000 סגסוגת מתכת סגסוגת לחץ, 000 קוסמטיקה, 000 קוסמטיקה, 000, 000, 000 קוסמטיקה, 000 קוסמטיקה, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 קוסמטיקה, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 קוסמטיקה, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ, 000 סגסוגת לחץ

היתרונות של העברה מוליד בייצור הרכב

אחריות ויציבות ממדית

חיישני רכב דורשים סובלנות הדוקה - לעתים קרובות בטווח של ±0.05 מ"מ או טוב יותר - לשמור על תפוקת אות עקבית ולהתאים לדיור מודול קומפקטי.הזיז עובש משיג זאת באמצעות עיצוב עובש נוקשה, בקרת טמפרטורה מדויקת של השרף, וצמצום נמוך לאחר הריפוי (בדרך כלל 0.2-0.5% עבור חומרים המבוססים על epoxy).

מורכבות Geometry Capability

מודולים חושיים לעתים קרובות לשלב תכונות מורכבות כגון קירות דקים, תחתונים, קלפיות אגורה דקון, וקביים משולבים עבור נתיבי אוויר או נוזל.עבור עובש יכול לשחזר את הפרטים האלה עם נאמנות גבוהה כי השרף זורם כמו נוזל דלת-ביטקוסי תחת לחץ לפני הפעלת. השימוש של שערים מרובים ועיצובים ייעודיים מאפשר מילוי של חלקים עם עוביים שונים.

התנגדות חזקה והתנגדות סביבתית

התרמודקים המועסקים בהעברת צורה של אג"ח כימי חזק עם פני השטח של רכיבים משובצים.דבקות זו, בשילוב עם המקדם הנמוך של התרחבות תרמית (CTE) של epoxies מלא, מפחיתה את הלחץ על אג"ח חוט ומת נספח במהלך מחזורים תרמיים.חומר ריפא מציע גם עמידות מצוינת לנוזלי רכב משותפים (גז, שמן, נוזל, קירור), קירור) ויכול לפעול מטמפרטורות גבוהות יותר מ-140 מעלות צלזיוס.

צמצום פסולת חומרית ואנרגיה

בניגוד לסירינג, שבדרך כלל משתמש בגישה ליהוק פתוחה שעשויה לדרוש חומר עודף לפצות על ריקנים, העברת עובש משתמשת בשפע מבוקר עם כמות מינימלית של יתר.הקצב (כולל רצים ו-cull) הוא בדרך כלל נמוך יותר, ומכונות מודרניות רבות משלבות מערכות החזרה עבור כדורי פסולת.יתר על כן, התהליך משתמש פחות אנרגיה מאשר זריקה, כי השרף הוא רק חום לטמפרטורה המינימלית הדרושה לזרימה ולרפא, ללא זמן חם.

High Throughput and Automation

תאים אוטומטיים לחלוטין של העברת הילוכים יכול לשלב טעינה של תבניות מובילות, לפני עידנים של טבליות רזסין, וראייה מונחה לאחר ed בדיקה לאחר שכפול. Multi-cavity עובש (עד 64 או אפילו 128 חללים עבור חיישנים קטנים) לאפשר שיעורי ייצור גבוהים מאוד, מה שהופך את התבנית אטרקטיבית מבחינה כלכלית עבור מיליוני יחידות בשנה - חיישנים המוניטריבית.

השוואה עם שיטות שכנוע אחרות

מהנדסים חייבים לשקול כמה טכניקות capsulation בעת תכנון מודולים של רכב.ההשוואה הבאה מדגישה היכן העברת עובש מצטיין.

העברה מול משיכת .

טפט כרוך לשפוך רזין נוזלי (בדרך כלל סיליקון, פוליאורטן, או epoxy) לתוך דיור פתוח המכיל את האלקטרוניקה, ואחריו חדר-זמן או תנור-cure. בעוד שסירינג מציעה פשטות ועלויות כלי נמוך, זה סובל ממספר חסרונות: (1) כיסוי עקבי סביב רכיבים מורכבים, המוביל לריקים; (2) מחזור איטי יותר (בשעות) נגד חומר ניקוי מדויק יותר; (3) צורך זעזועים מדויקים של חומר ניקוי; (3) מגבלות גבוהות יותר;

העברה מול הזריקה מול

הזרקת עובש משתמשת thermoplastics (למשל, פולימיד, PBT) מחומם להמיס וזרק תחת לחץ גבוה. בעוד זה יכול לייצר צורות מורכבות עם מחזורים מהירים, capsulation thermoplastic לעתים קרובות חסר את הדבקות ואת עמידות הטמפרטורה הדרושים חיישן מת יותר, לחץ הזריקה גבוה יכול להזיק אג"ח חוט עדין או מבנים MEMS.

העברה מול הדבקה מול

עובש קומפרספרסוני מציבה לפנים של חומר thermoset בתבנית פתוחה ועיתונות אותו סגור, מכריח חומר לזרום לתוך הכובד.זה משמש לעתים קרובות עבור חלקים גדולים אבל חסר שליטה מדויקת של דפוס העברה, וכתוצאה מכך פיזור גבוה יותר ופחות עקבי הפצה חומר על פני חללים מרובים.

תהליכי תהליכים בפירוט

מחזור דפוס טיפוסי של העברת ציוד לחיישנים של הרכב מורכב מהשלבים הבאים, כל אחד קריטי כדי להבטיח תשואה גבוהה ואמינות.

הכנה חומרית

תרכובות עובש pymosetting (בדרך כלל epoxy או phenolic resins) מסופקים כמו טבליות טרום-הכיפוף או גרנולים. Tablet משמשים לעתים קרובות עבור גודל מטען עקבי וקלות של טיפול.לפני טעינה, הם עשויים להיות יבשים תנור מבוקר לחות (למשל, 80-120 מעלות צלזיוס למשך 1-2 שעות) כדי להסיר מים, אשר יכול לגרום לנטרל או לרסן על ידי טמפרטורה, בדרך כלל, כלומר, על ידי ניקוי.

מקום מקביל וקלפטינג

מסגרות מובילות או לוחות תת-קרקעיים מאוכלסים עם חיישן מת, capacitors, ואיגרות חוב חוט ממוקמים בשרוולי עובש באמצעות מגשים ידניים או רובוטים אוטומטיים של איסוף ו-place.התבנית סגורה ו clneumatic או pneumatic חלה כוח גבוה (hunds of טון עבור תבניות רב-כבדות גדולות) כדי למנוע דליפות חומרית ולשמור על ממדים.

המונחים: ⁇

לוח השרף ממוקם בסיר העברה (תא מחומם המחובר לתבנית באמצעות מערכת sprue ורץ) הסיר מחמם את הלוח לטמפרטורה שבה השרף הופך לנוזל איטי-משקל אך עדיין לא החל לחצות קישור באופן משמעותי.הזמן והטמפרטורה חייבים להיות מבוקרים בקפידה; תחת חימום מוביל לזרימה גרועה, בעוד יתר הגורמים להתחממות מוקדמת של ג'ל לפני מילוי.

שלב הזריקה (Transfer)

צולל או פיסטון יורד לתוך הסיר, מה שהופך את המרזן המומה דרך הסבה ורץ לתוך חללי עובש.לחץ ההעברה מוגדל בהדרגה כדי למנוע נזקי חיבור אלחוטיים - באופן זמני החל ב 5-10 MPa ולהגדיל עד 15-25 MPa כמו cavity למלא.המהירות ההזרקה היא להגדיר כדי להשלים מילוי דק של קטעים (למשל, 0.3 מ"מ בערך) סביב חיישן חומר לפני שגיא) לפני שהחן מתחיל להתמלא.

Curing

לאחר שהכבדות מלאה, התבנית נותרה סגורה תחת לחץ על זמן ריפוי מוגדר (בדרך כלל 30–120 שניות, בהתאם לכימיה של שרף ועובי חלק) במהלך תקופה זו, השרף עובר תגובה כימית בין-קשרי צלב, ויצר רשת תלת-ממדית בלתי-מוצפנת (TFLT:0gph:1) של החומר המחוספס לעתים קרובות בטווח שבין 17 ל-C5 לטמפרטורה מקסימלית של החלפת זכוכית.

הרס והאשמה

לאחר ריפוי, עובש נפתח וחלקים (עדיין מחוברים למערכת רץ) מוזרקים באמצעות pins או צלחת פסים. A deflashing המבצע מסיר כל פלאש דק או שרסן שאריות מן הקצוות באמצעות תהליך מתפתל, חיתוך רובוטי, או סילון מים בלחץ גבוה.חלקים נבדקים אז ויזואלית או נשלחים למערכת ראייה אוטומטית עבור בדיקות על פני השטח.

פוסט-Cure (Optional)

עבור כמה יישומים בעלי אחריות גבוהה (למשל, חיישנים חשופים לטמפרטורות תא המנוע מעל 150 מעלות צלזיוס), לאחר-cure אופה ב-150-200 מעלות צלזיוס למשך 2-4 שעות מבוצעת כדי לפתח באופן מלא את התכונות המכאניות של החומר ויציבות הממדית.צעד זה גם מקטין כל מתח פנימי של שאריות המושרה במהלך עובש.

חומרים המשמשים להעברת מוליד לחיישנים של רכב

בחירת תרכובת עובש משפיעה ישירות על ביצועי חיישן וארוכותיות.המשפחות הנפוצות ביותר הן:

  • (ב) (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) Silicone מוליד קומפלקסים: ibph:1 משמש עבור חיישנים הדורשים גמישות גבוהה יותר, מודלוס נמוך, או טווחי טמפרטורה קיצוניים (-55 ° C עד +250 ° C) לסיליקון יש זיהום אווירי נמוך והם נבחרים לעתים קרובות עבור מתח גבוה או משקעי חשמל שבו ההתנגדות קשת היא קריטית.
  • (FLT:0)Phenolic מוליד קומפלקסים: ההרחבה 1 (עלות) יעילה ומציגה טמפרטורות חום גבוהות, אך עם דבקות נחות וקליטת לחות גבוהה יותר בהשוואה ל-epoxies.הם מוצאים שימוש בחיישנים פנימיים פחות קריטיים או מחברים.
  • (FLT:0) ליקוויד קריסטל פולימר (LCP) בלנדרים: 1 פעמים בשימוש בהעברת עובש עבור מחברים זעירים, אם כי LCP הוא נפוץ יותר הזרקת הזרקת.

תרכובות של מכוניות חייבות לעמוד בנחיתות קפדנית (UL 94 V-0), הלם תרמי (למשל, 1,000 מחזורים מ -40 מעלות צלזיוס ל +150 ° C), ותקני התנגדות קורוזיה. ספקים רבים מציעים ניסוחים מותאמים אישית עם ion scavengers כדי למנוע הגירה אלקטרוכימית בתנאים של לחות גבוהה.

בקרת איכות ובדיקה

כדי להבטיח משלוח אפס-defect למכשירי הרכב, העברת פעולות עובש משלבת בדיקות מרובות באינטרנט ולא מקוון.

פיקוח

עיתונות מודרנית מצוידת בחיישנים שעוקבים אחר לחץ הזריקה, טמפרטורה ומיקום צוללים בזמן אמת. Deviations מחלון התהליך המאומת גורם לדחייה אוטומטית או לעצור מכונה. חיישנים לחץ כבד וחיישנים זורמים-front מספקים משוב עבור בקרת תהליכים הסתגלותית.

בדיקה חזותית וממדנית

מערכות בדיקה אופטית אוטומטיות (AOI) בודקות כל חלק מעוצב עבור פגמים קוסמטיים: פלאש, יריות קצרות, חללים, סדקים, וזיהום. במהירות גבוהה 2D 3D profilometers למדוד ממדים קריטיים (למשל, דף מלחמה, עובי כולל, pin-planity) עם דיוק ברמה מיקרונית.

בדיקות מתח סביבתי

חלקים מבכל ייצור הרבה עוברים בדיקות חיים מואצות, כולל רכיבה תרמיים (למשל, 500-1,000 מחזורים מ -40 מעלות צלזיוס ל +150 ° C), אחסון בטמפרטורה גבוהה, בדיקות לחות וזעזוע מכני (למשל, 50 גרם, 11 מ"ס חצי-Sine). בנוסף, בדיקות דיאלקטריות (היפוי) ומדידות בידוד מבוצעות כדי לאמת את הביצועים של הקיבולת חשמלית.

X-Ray Inspection

עבור חיישנים עם דרך פנימית, אג"ח חוט, או למות נספח שכבות, סריקה של X-ray micro-CT מגלה תוכן ריק (חייב להיות מתחת 2% שטח עבור רוב המפרטים של הרכב) ומאשר מילוי הולם סביב חוטי פש משובח.

יישומים בחיישנים של הרכב ומודולים

דפוס העברה נמצא כמעט בכל קטגוריה של חיישן בכלי רכב מודרניים.

מנוע וחיישנים חשמליים

חיישני אוויר מסיביים (MAF) חיישנים, לחץ מוחלט ממניפול (MAP) חיישנים, חמצן (lambda) ודן חיישנים כולם דורשים לכידת hermetic כדי לעמוד בטמפרטורות וחשיפה לנפט, דלק, וחבילות ממצהישות.משלוחים מחוסנים להגן על האלמנטים המתפתלים תוך מתן ממשק פיזי מדויק עבור הגדלה.

צ'אסזה וחיישנים בטיחות

חיישני מהירות גלגלים עבור מערכות נבטות נגד-lock (ABS) ובקרת יציבות אלקטרונית (ESC) הם לעתים קרובות מועברים כדי לשרוד רטט קיצוני, השפעה אבן, ומלח כביש.אפקט מגנטי מבודד או הול מת להשיג פערים עקביים אוויריים.

Radar ו- Lidarמודולs

מערכות מתקדמות של ניהול (ADAS) משתמשות חיישנים מכ"ם הפועלים ב 77 GHz ומודולים לידר עם מראות סריקה. גל גבוה ⁇ ומערך אנטנה במודולים מכ"ם הם מלוטשים בתרכובות דפוס נמוכות אלקטרו-אלקטרו-מגנטיות (למשל, EMCs מיוחדים עם פגום נמוך שיזוף) כדי לשמור על שלמות תוך מתן הגנה סביבתית.

מערכת ניהול סוללות (BMS) מודולים

בכלי רכב חשמליים, חיישנים נוכחיים, ניטור מתח, ובדיקות טמפרטורה בתוך חבילת הסוללה מועברים כדי לעמוד בדרישות בידוד גבוהות של מתח (עד 3,000 V) ולמנוע לחות בתוקפנות שעלולה להוביל לריצה תרמית. החומרים חייבים להיות להבה-מוכרים ויציבים לאורך חיי הסוללה (10-15 שנים).

מודולים תחת פיקוח

יחידות בקרת מנוע (ECUs) ומודולים בקרת שידור (TCMs) משתמשים לעתים קרובות בתבנית העברה של שלב הכוח ורכיבי ממשק חיישן, צמצום גודל המודול הכולל וחיסול הצורך בפעילות נפרדת.

אתגרים ופתרונות בהעברה מול כלי רכב

למרות היתרונות שלה, העברת עובש מציבה כמה אתגרים טכניים שיש לנהל.

Wire Bond הנזק

לחץ הזרקת גבוה או מילוי לא אחיד יכול לנתק זהב דק או אג"ח חוט נחושת (25–50 מיקרומטר) אסטרטגיות מייגציה כוללות שימוש בחזרות בעלות גבוהה עם מהירות הזרקת נמוכה, מיקום השער אופטימיזציה, והפעלה של חיבור חוט encapsulation לפני coats.

המונחים:

מלכוד אוויר בקביים עם יחס היבט עמוק או פינות חדות מוביל לריקנים שמצמצמצמים כוח דיאלקטרי ושלמות מכנית.פתרון גישות: עובש מואש (הטלת אבק על הכובד לפני ההזרקה), עיצוב של אוורור אוויר (0.02-0.05 מ"מ עמוק), ושורשים במהלך הזריקה כדי לאפשר גז.

ריבן דימום ופלאש

ציפוי עובש ירודה או עודף חומר צמיג גורם פלאש על אצבעות מובילות או סביב מסופי המחבר, אשר יכול לפגוע מכרות או מגע חשמל. משטחים עובש precision (פלדה כלי קשיח, קרקע ל Ra 0.2 מיקרומטר) ואופטימיזציה מחזורי ריפוי מופחתת פלאש. Post-mold defing באמצעות מדיה Cryogenic או CO2ing הוא לפעמים נדרש.

מתח הרגיז

הבדלים ב CTE בין סיליקון למות (~3 ppm/ ° C), מסגרת מוביל נחושת (~17 ppm/ ° C), ותרכובת עובש (-20–40 ppm/ ° C) יוצרים מתחים שיכולים לפצח שכבות או ממשקי דה-למיד.מלא טעינה, הפיכה סוכנים, ונכסים חומריים מתקדמים משמשים כדי להפחית את ההשפעות הללו.

שליטה על

אמינות חיישן הרכב רגישה מאוד לזיהום איטוני (Na+, K+, Cl-) שיכול להאיץ את קורוזיה תחת הטיה.כל חומרי הגלם נבדקים בסביבות חדר נקי, ועיבוד מתבצע לעתים קרובות ב 10,000 הכיתה או חדרי ניקוי נמוכים בהתאם ליישום.

מגמות עתידיות בהעברה מולטי רכב

כאשר כלי רכב הופכים להיות יותר חשמליים ואוטונומיים, טכנולוגיית דפוס ההעברה מתפתחת כדי לענות על דרישות חדשות.

  • (FLT:0) אוטומטיזציה ותעשייה 4.0:FIRLT:1 ; עיתונאות חכמה עם חיישנים משולבים, סימולציה של תהליך בזמן אמת, ותאומים דיגיטליים יאפשרו תחזוקה חיזוי וזיהוי עצמי של פרמטרים.תבנית מבוססת IoT עוקב אחר לחץ כבד וטמפרטורה לכל מחזור, להאכיל נתונים למערכת ניהול איכות מרכזית.
  • (ב) חומרים בעלי קיבולת גבוהה:0 (בלטינית:0) חומרים epoxy הדור הבא של תרכובות עם TreaFLT:2gigcioFLT 3 מעל 200 מעלות צלזיוס ושיפור התנהגות תרמית (עד 5 W/mK) יתמוך בחיישנים במכשול המנועים ובעמדות כמעט-engine באימוני חשמל היברידיים.
  • (FLT:0) ⁇ ו-Fan-Out Packaging:cioFLT:1) דפוס העברה מותאם לאריזות ®Ffer-out, שבו מת מוטבע בגלימה מעוצבת ברמת הפאנל, המאפשר פרופיל דק דק יותר והשכלה נמוכה יותר עבור חיישנים המשמשים במודולי חשמל.
  • חומרים בלתי אפשריים:0 (FLT:1 Efforts לפתח epoxy מבוסס bio-epoxy resinsins ו thermoets הניתנים מחזור (למשל, vitrimers) הם בדרך, אם כי הם עדיין חייבים לעמוד בדרישות עמידות רכב. Broader מחכה אימות מוצלח בסביבות מנוע.
  • (FLT:0) מוליד אווירי: אנדרל 1 (Moulti-Material Moding: ההרחבה של שני תרכובות עובש במחזור יחיד - סיליקון רך יותר סביב אג"ח חוט ופסוקס קשיח מעל המודול - מאפשר ניהול מתח מותאם וביצועים תרמיים.

מסקנה

העברת עובש נותרה אבן הפינה של ייצור חיישן הרכב, המציע שילוב ייחודי של דיוק, אמינות ויעילות שקשה לשכפל עם שיטות אחרות של capsulation הלחץ ממונע למודולים מכ"ם עבור נהיגה אוטומטית, התהליך מספק הגנה חזקה נגד האפליקציות, מכניות וכימיקליות של התעשייה, כמו אלקטרוניקה להמשיך לגדול - עם יותר מ -100 חיישנים לכל רכב להיות משותף - היכולת לייצר מרכזי מרכזי מרכזי מרכזי מרכזי מרכזי של פונקציות ניהולי רכב, או פיתוח, רק תכונות גבוהות של ציוד תחבורה.