越来越多的汽车制造商正在采用免焊技术来提高产品的可制造性、质量和运营韧性

免焊互连组件在汽车行业有几十年的应用历史,已成为一种广泛应用的解决方案,可满足汽车对坚固可靠的电子连接器不断增长的需求。上世纪八九十年代,随着防抱死制动系统(ABS)、安全气囊和发动机控制单元(ECU)等先进系统的采用,汽车电子产品的复杂性大幅增加,汽车行业经历了一次重大变革,免焊技术的使用也随之加速。这些系统需要可靠且高性能的互连解决方案,以确保安全性和功能性。 

免焊技术最初作为传统焊接连接的替代方案引入,其关键创新在于能够通过机械方式将引脚或端子插入印刷线路板(PCB)上的电镀通孔(PTH),无需焊接即可建立电气连接。 

多年来,免焊技术不断发展,融入了新型材料、改进设计和严格公差,可以应对汽车应用中的独特挑战。 

图 1–免焊互连系统。 

免焊互连件在汽车应用中的优势 

免焊技术的主要优势包括: 

可靠性和耐用性:  

  • 免焊连接件可靠性高,即使在恶劣的环境条件下(如汽车环境中常见的振动、温度波动、暴露于湿气或化学物质等)也能保持良好的可靠性。 
  • 免焊端子的机械设计可确保在车辆生命周期内保持稳定的连接压力和电气连接。 
  • 相较于焊接或绝缘位移连接(IDC),免焊连接器在可靠性方面获得了客户的高度评价。它们提供稳定的连接力,降低了焊接可能导致的冷焊点或不良连接的风险。依据IEC61709标准,鱼眼端子压接连接器的可靠性可提高10倍。 

无焊组装 

  • 消除了焊接环节,减少了冷焊点、空洞或助焊剂污染等潜在问题。 
  • 提高了工艺一致性,减少了组装缺陷,这对于与安全相关的汽车电子设备至关重要。 

经济高效的制造流程 

  • 通过简化组装过程,缩短制造时间并降低制造成本。 
  • 无需焊接设备和相关耗材,降低了整体生产成本。 

环保优势 

  • 无需使用通常含铅的焊料,从而减少了环境影响,并符合RoHS(有害物质限制)及其他监管要求。 

复杂系统中的高性能 

  • 非常适合现代汽车系统(如信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统(ADAS)和电动汽车动力电子设备)中的高密度PCB。 
  • 能够处理大电流和信号完整性要求,适用于多种汽车应用。 

可扩展性和定制化 

  • 适应各种设计和规格,使制造商能够根据特定的汽车需求定制解决方案。 
  • 兼容自动化组装过程,支持大规模生产的可扩展性。 
图 2–免焊压接连接件的可靠性至少是标准焊接连接件的10倍。

推动免焊互连解决方案受重视程度不断提高的趋势 

免焊互连组件通过解决辅助驾驶、自动驾驶等新型汽车应用所面临的独特挑战,在推动实现此类应用方面发挥着至关重要的作用。这些新型汽车应用依赖于先进的电子设备和传感器,需要高度可靠、高效和稳健的连接。  

然而,由于新型汽车技术将责任从人类驾驶员转移到复杂的电子系统,汽车制造商对于因系统故障或错误导致的事故和/或伤害不得不承担更大的责任。大多数汽车制造商发现,免焊技术的固有可靠性是帮助避免或最大限度地降低责任风险的关键因素。 

免焊互连组件通过以下六种方式实现新型高级汽车功能: 

确保安全关键系统的可靠性 

  • 辅助驾驶和自动驾驶系统(如高级驾驶辅助系统(ADAS))在实时决策中极度依赖传感器(如LiDAR、雷达、摄像头)和电子控制单元(ECU)。 
  • 免焊连接器提供可靠耐用的电气连接,能够承受极端温度、震动和冲击等恶劣的汽车环境,确保安全关键系统的稳定运行。 

支持高密度印刷线路板(PCB) 

  • 自动驾驶汽车需要配备先进的电子设备和高密度PCB,以处理来自传感器和摄像头的大量数据。 
  • 免焊互连组件实现了紧凑且稳固的连接,能够集成高密度电子设计,同时保持机械和电气稳定性。 

增强信号完整性 

  • 自动驾驶等系统要求传感器、处理器和执行器等各种组件之间进行精确、高速的数据通信。 
  • 免焊技术提供低阻抗、高可靠性的连接,最大限度地减少信号损失,并确保对实时系统性能至关重要的准确数据传输。 

处理电力电子设备的大电流 

  • 许多先进的汽车应用,尤其是电动汽车和自动驾驶汽车的各类应用,都需要电机、高级计算单元等功率密集型组件。 
  • 免焊连接器可有效处理大电流,因此适用于自动驾驶系统中的配电系统和高性能处理器。 

简化制造流程以实现可扩展性 

  • 使用免焊互连组件的自动化组装过程简化了生产流程,降低了自动驾驶和辅助驾驶车辆所需复杂系统的生产规模化难度。这种效率提升有助于降低生产成本,缩短尖端技术的上市时间。 

提高长期运行的可维护性 

  • 自动驾驶和辅助驾驶系统预计使用寿命较长,需要定期维护以确保安全和性能。 
  • 免焊互连组件在维护过程中便于拆卸和重新组装,有助于支持先进系统的长期可维护性。 
图 3–免焊端子压接触点可以在行业规范的力值范围内插入和拔出,最大程度地降低了损坏PCB或周围元件的风险。

通过免焊技术实现汽车先进功能 

传感器融合模块:免焊技术确保传感器融合系统的可靠连接,从而汇聚来自LiDAR、雷达、摄像头和超声波传感器的各类数据。 

高性能电子控制单元:自动驾驶系统需要多个电子控制单元来执行感知、规划和控制等任务。免焊互连组件可确保高性能电子控制单元的可靠运行。 

电力分配系统:免焊连接器非常适合电动汽车中的大电流连接,通常与自动驾驶系统配对使用。 

通信骨干:高速车载通信网络(如控制器局域网(CAN)、以太网和FlexRay)依赖于免焊压接技术提供的坚固互连组件,以促进数据无缝交换。 

安全系统冗余:自动驾驶系统的安全依赖于冗余架构。免焊互连组件为这些并行系统提供所需的可靠性,确保其能够正常运行而不发生故障。

图 4–互连车辆中传感器、计算组件和定制组件的可靠接口。

将免焊互连组件集成入先进的模块化解决方案 

自无焊技术诞生以来,ENNOVI一直是免焊技术的行业领跑者,在汽车应用的测试和认证方面发挥了重要作用,并且正在引领行业将免焊技术集成入更高级的组件、模块和目标解决方案。 

下文将重点介绍其中一些垂直集成产品: 

雷达互连 

ENNOVI雷达互连模块为雷达传感器提供完整、完全独立、无焊接、可插拔的接口,包含坚固耐用的防电磁干扰屏蔽和物理气相沉积(PVD)涂层,以确保产品在生命周期内保持良好的性能。独特的外壳可保护雷达传感器免于受热、电磁干扰、振动和冲击。  

我们的雷达互连组件集成了ENNOVI的免焊压接技术,通过了汽车行业的认证,具有坚固耐用、结构紧凑、性价比高等优点。为了实现紧凑结构和高成本效益,ENNOVI雷达互连组件采用无焊连接,可随时接入。 

ENNOVI-BusMate电源母排到PCB连接器 

图 5–ENNOVI-BusMate提供表面贴装和免焊连接两种安装方式。 

ENNOVI-BusMate电源母排PCB连接器专为动力转向系统、牵引驱动系统、动力转换系统、逆变系统和配电系统而设计,是一种高效的电源接口。ENNOVI-BusMate尺寸小巧,可节省印刷电路板空间,并且载流量与尺寸比大,能够处理日益增大的功率密度。为了适应各种生产需求,母排功率耦合器提供免焊压接接口。 

ENNOVI-BusMate占用空间小,并提供免焊压接方式,因此可以创建各种连接器阵列,以处理不同的配接配置,如板对板、板对板和叶片对叶片。因此,它非常适合“变压器到印刷电路板”、“转换器总线到印刷电路板”、逆变器的直流侧和交流侧等应用,以及许多定制变体应用。 

多排板对板连接器 

图 6–多排板对板连接器设计采用0.4mm miniPLX™免焊端子。 

ENNOVI-MB2B多排板对板连接器将免焊技术集成到专有的卡扣式饼干榫模块中,使多个连接器单元无需焊接即可轻松卡入。 

ENNOVI-MB2B板对板连接器的堆叠高度从7mm到30mm不等,可组成1到6排,每排最多包含30个接触端子,设计灵活且具有多种功能,尤其适用于汽车行业,能够承受高湿度、冲击、振动,以及-40°C到+150°C的工作温度范围。 

定制设计和/或批量分布 

为了满足汽车制造商和一级供应商的多样化需求,ENNOVI依托我们的全球网络和区域化的本地工程与生产设施,为客户提供多种定制设计合作方案。我们有信心将您的项目从立项、设计推进到批量生产,确保您的项目可以按时按预算完成。 

此外,ENNOVI已签署分销协议,委托全球行业领导者DigiKey分销我们的无焊鱼眼端子压接产品,从而为我们的客户提供更灵活的选择,使其能够从我们的现货中购买各种鱼眼端子压接产品和模块。 

总结 

几十年来,免焊压接互连组件凭借其可扩展性、可靠性和性能,已成为先进汽车应用的基石技术。通过在辅助驾驶和自动驾驶系统等苛刻环境中确保稳健和高性能的连接,免焊压接技术促进了变革性汽车创新的快速发展和广泛应用。 

由于新的汽车应用更加依赖于免焊压接技术的可靠性和适应性,ENNOVI 再次引领新型配置和垂直集成模块的创新,帮助客户简化设计集成,并通过更多方式使客户受益于我们的免焊端子压接技术。 

了解我们的免焊压接技术如何支持您的定制设计需求。

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