Vzhledem k tomu, že automobilové elektronické systémy se stávají kompaktnějšími a stále více propojenými, stala se volba technologie vnitřního propojení důležitou součástí konstrukce součástí vozidla. Automobilový flexibilní plochý kabel (FFC) se používá v mnoha elektronických sestavách, kde je vyžadován omezený instalační prostor, řízené vedení, kompatibilita konektorů a stabilní elektrický přenos.
Na rozdíl od konvenčních kruhových drátů používá FFC paralelní ploché vodiče laminované mezi izolačními vrstvami. Tato konstrukce umožňuje kabelu zabírat relativně malou instalační plochu a poskytuje řízené rozhraní s kompaktními konektory. V závislosti na aplikaci mohou být automobilové konstrukce FFC konfigurovány s různými počty vodičů, roztečemi, délkami, konfiguracemi kontaktů, izolačními materiály, výztuhami a stínícími strukturami.
Pro výrobce OEM, dodavatele Tier 1 a výrobce komponent tedy není výběr automobilového FFC pouze otázkou výběru kabelu podle velikosti. Kabel musí odpovídat rozhraní konektoru, elektrickým požadavkům, teplotním podmínkám, mechanickému prostředí a geometrii instalace cílového systému vozidla.
Co je automobilový flexibilní plochý kabel?
Automobilový flexibilní plochý kabel je plochý elektrický propojovací prvek používaný k připojení elektronických modulů ve vozidle. Typická konstrukce sestává z více plochých měděných vodičů uspořádaných v definované rozteči a laminovaných izolační fólií. Oblasti svorek lze odkrýt nebo jinak zpracovat tak, aby odpovídaly specifikovanému rozhraní konektoru.
Základní struktura může zahrnovat:
Ploché měděné vodiče
PI nebo PET izolace
Odkryté kontaktní oblasti
Výztuhy pro vyztužení koncovek
Volitelné stínící konstrukce
Konfigurace kontaktů kompatibilní-s konektorem
Hlavní konstrukční hodnotou automobilového FFC je jeho schopnost poskytovat kompaktní spojení tam, kde konvenční kabelové svazky mohou vyžadovat více místa pro vedení. To se týká zejména displejů, kamerových modulů, řídicích jednotek, senzorů a dalších elektronických sestav instalovaných ve stísněných prostorách.
Automobilové prostředí také vytváří požadavky, které se liší od požadavků mnoha aplikací spotřebitelské{0}}elektroniky. ISO 16750-1:2023 se zabývá podmínkami prostředí a testováním elektrických a elektronických zařízení v silničních vozidlech s požadavky souvisejícími s konkrétním místem montáže. Řada ISO 16750 také pokrývá elektrické, mechanické, klimatické a chemické zatížení.
Typy automobilového flexibilního plochého kabelu
Automobilové produkty FFC lze klasifikovat podle jejich aplikace, konstrukce, teplotních požadavků a konfigurace rozhraní. Tři běžné kategorie jsou FFC displeje, modul fotoaparátu FFC a vysokoteplotní -FFC.
Automobilový displej FFC
Automobilový displej FFC se používá pro vnitřní spojení mezi sestavami displeje a jejich přidruženými elektronickými řídicími deskami. Mezi typické aplikace patří sdružené přístroje, středové informační displeje, informační a zábavní systémy, moduly dotykové obrazovky a displeje-zadních sedadel.
Zobrazovací aplikace často vyžadují přesnou rozteč, počet kolíků, délku kabelu, směr kontaktu a rozměry exponovaných kontaktů. Správná kombinace závisí spíše na konektoru a rozložení desky plošných spojů než na samotném kabelu.
Pro nákupní týmy může být proto číslo dílu konektoru nebo existující vzorek kabelu užitečnější než zadání pouze obecné šířky kabelu.
Automobilová kamera FFC
Automobilová kamera FFC propojuje kamerové moduly s elektronickými řídicími obvody v aplikacích, jako jsou zadní-kamery, systémy prostorového{1}}pohledu, parkovací asistent a sestavy kamer souvisejících s ADAS-.
Připojení kamer mohou klást větší důraz na integritu signálu, řízené směrování, kompatibilitu konektorů a dostupný instalační prostor. V závislosti na požadavcích na signál lze uvažovat i se stíněním nebo jinými konstrukčními změnami.
Vhodný návrh by měl být určen z rozhraní kamerového modulu a elektrických požadavků namísto předpokladu, že jedna standardní konfigurace FFC bude fungovat pro každou kameru vozidla.
Automobilový vysokoteplotní-FFC
Automobilový vysokoteplotní-FFC je určen pro místa, kde je kabel vystaven zvýšeným provozním teplotám. Příklady mohou zahrnovat určité-ovládání napájení, HVAC, ECU, správu baterie-a další elektronické sestavy vozidla.
Výběr materiálu se v těchto aplikacích stává zvláště důležitým. Izolaci PI lze zvolit tam, kde je požadována vyšší teplotní schopnost, zatímco skutečná provozní teplota by měla být definována podle místa instalace a specifikace systému.
Teplotní klasifikace by neměla být považována za izolovanou vlastnost kabelu. Konektor, kontaktní struktura, izolační systém, místo montáže a požadované zkušební podmínky, to vše je třeba posuzovat společně.
Automobilové aplikace flexibilních plochých kabelů
Využití technologie FFC se rozšířilo spolu s rostoucím počtem elektronických funkcí integrovaných do moderních vozidel.
Displeje a přístrojové skupiny
Automobilové displeje vyžadují kompaktní vnitřní propojení mezi panely, řídicími deskami a dalšími elektronickými moduly. FFC lze konfigurovat kolem dostupné pozice konektoru a omezeného prostoru uvnitř sdružených přístrojů, informačních a zábavních systémů a sestav dotykové obrazovky.
Specifikace kabelu obvykle odpovídá architektuře displeje, včetně rozteče konektoru, počtu kolíků, délky kabelu, směru kontaktu a elektrických požadavků.
Kamery, senzory a moduly ADAS
Kamerové a senzorové systémy vyžadují kompaktní připojení, která mohou být vedena uvnitř stále integrovanějších elektronických sestav. Automobilové kabely FFC lze použít kolem kamerových modulů, senzorových systémů, parkovacích-zařízení a elektroniky související s ADAS-.
V těchto aplikacích by dodavatelské týmy měly věnovat zvláštní pozornost požadavkům na signál, kompatibilitě konektorů, požadavkům na stínění a mechanickým podmínkám v okolí kabelu.
Baterie, řídicí a vnitřní elektronika
Technologie FFC lze také zvážit pro připojení v-systémech řízení baterie, elektronických řídicích jednotkách,-řídící elektronice karoserie, ovládacích prvcích HVAC a vnitřních elektronických modulech.
Specifické požadavky se výrazně liší podle místa montáže. ISO 16750-2:2023 se zabývá elektrickými zátěžemi pro elektrická a elektronická zařízení silničních vozidel, zatímco ISO 16750-3 a ISO 16750-4 se zabývají mechanickým a klimatickým zatížením.
To je důvod, proč by automobilový FFC určený pro vnitřní displej neměl být automaticky specifikován s použitím stejných požadavků jako ten, který je instalován na místě s vyšší-teplotou nebo mechanicky náročném místě.
Klíčové specifikace automobilového flexibilního plochého kabelu
Při porovnávání automobilových produktů FFC by kupující měli hodnotit úplnou specifikaci spíše než se zaměřovat na jediný parametr.
Počet vodičů, rozteč a kolíků
Počet a rozteč vodičů určují elektrickou hustotu a fyzické rozhraní kabelu. Běžné návrhy FFC mohou používat rozteče jako 0,3 mm, 0,5 mm nebo 1,0 mm, v závislosti na konektoru a aplikaci.
Počet kolíků, šířka kabelu a rozměry vodičů musí být sladěny s protilehlým konektorem. Kabel se správnou roztečí, ale nesprávným počtem kontaktů je stále nekompatibilní se zamýšlenou sestavou.
Z tohoto důvodu by automobilová specifikace FFC měla normálně identifikovat alespoň počet vodičů, rozteč, délku kabelu, konfiguraci kontaktů a příslušné rozměrové požadavky.
Izolace a teplotní hodnocení
Izolační materiál ovlivňuje použitelný teplotní rozsah a mechanické chování kabelu. PI a PET jsou dva materiály běžně zvažované pro konstrukci flexibilních plochých kabelů, ale vhodný výběr závisí na ekologických a elektrických požadavcích aplikace.
Požadavky na teplotu by měly být založeny na skutečném místě instalace spíše než na obecném teplotním rozsahu vozidla. ISO 16750-4:2023 se konkrétně zabývá klimatickými zátěžemi a doporučuje požadavky podle místa montáže elektrické nebo elektronické součásti.
Konfigurace kontaktu a mechanické požadavky
Kompatibilita konektorů je často jedním z nejdůležitějších aspektů nákupu. Kupující by měli potvrdit:
Typ konektoru a číslo dílu
Pitch
Počet pinů
Směr kontaktu
Rozměry odkrytého kontaktu
Požadavky na výztuhu
Délka kabelu
Podmínky ohýbání a směrování
Tam, kde FFC přenáší vysokorychlostní nebo citlivé signály, může být nutné zahrnout do specifikace návrhu další požadavky, jako je řízení impedance nebo stínění.
Jak vybrat automobilový flexibilní plochý kabel
Výběr správného kabelu by měl začít spíše požadavkem na kompletní připojení než samotným kabelem.
Přizpůsobte FFC rozhraní konektoru
Konektor určuje mnoho kritických rozměrů kabelu. Před vyžádáním cenové nabídky by měl kupující určit model konektoru, rozteč, počet kontaktů, směr kontaktu a rozměry svorek.
U stávajících návrhů může dodání čísla dílu konektoru, technického výkresu nebo originálního vzorku kabelu významně snížit riziko nesouladu rozhraní.
Zvažte teplotu a podmínky instalace
Očekávaný teplotní rozsah by měl být posouzen společně s fyzickým umístěním kabelu. Zvažte zdroje tepla, dostupné větrání, podmínky ohybu, vibrace, pohyb a prostor pro instalaci.
ISO 16750 je užitečná jako referenční rámec, protože její různé části se zabývají elektrickými, mechanickými, klimatickými a chemickými zátěžemi prostředí pro elektrická a elektronická zařízení vozidel. Skutečná kritéria přijatelnosti pro FFC by však měla být definována specifikací komponent zákazníka a aplikací vozidla.
Definujte elektrické a signálové požadavky
Požadovaná specifikace vodiče závisí na obvodu. Kupující by měli identifikovat požadavky na proud, charakteristiky signálu, odpor vodičů, požadavky na izolaci a případně požadavky na impedanci nebo stínění.
To je zvláště důležité pro displeje, fotoaparáty, snímače a další aplikace citlivé na signál,{0} kde samotné rozměry mechanického kabelu neurčují elektrickou vhodnost.
Automobilová výroba FFC a požadavky na kvalitu
U automobilových programů by hodnocení dodavatele mělo přesahovat to, zda je výrobce schopen vyrobit požadované rozměry kabelů. Vhodnost dodavatele mohou ovlivnit řízení procesu, sledovatelnost, inspekční schopnost a{1}}specifické požadavky zákazníka.
Typické výrobní kontroly mohou zahrnovat kontrolu rozměrů vodičů, kontrolu laminace izolace, zpracování-plochy svorek, připevnění výztuhy a konečné ověření rozměrů.
Elektrické testování může zahrnovat testy kontinuity, odporu vodičů a testy související s izolací- podle dohodnuté specifikace. Mechanická nebo environmentální validace může zahrnovat ohýbání, tepelné stárnutí, teplotní cyklování nebo jiné testy definované aplikací zákazníka.
Požadavky na kvalitu v automobilovém průmyslu mohou být také propojeny se-specifickými požadavky zákazníků a systémy řízení kvality-automobilů. Aktuální databáze zákaznických-specifických-požadavků IATF například uvádí požadavky hlavních výrobců automobilů včetně Ford, General Motors, Stellantis, Volkswagen, Mercedes-Benz, BMW a dalších.
Dodavatel FFC pro automobilový průmysl by proto měl být hodnocen podle skutečných požadavků programu spíše než pouze podle certifikačních nároků.
Co poskytnout při nákupu flexibilního plochého kabelu pro automobilový průmysl
Podrobný RFQ pomáhá dodavatelům přesně vyhodnotit aplikaci a snižuje zbytečné cykly nabídek.
Pro automobilový projekt FFC by kupující měli v ideálním případě poskytnout:
Aplikace a systém vozidla
Číslo dílu konektoru
Pitch and pin count
Délka kabelu a celkové rozměry
Směr kontaktu a rozměry exponovaného kontaktu
Požadovaný izolační materiál
Provozní teplota
Elektrické a signální požadavky
Případné požadavky na stínění nebo impedanci
Roční nebo projektové množství
Stávající výkres, vzorek nebo referenční část
U nového návrhu může běžný vývojový proces zahrnovat kontrolu výkresu, vzorky prototypu, potvrzení návrhu, pilotní výrobu a následnou sériovou výrobu.
Dodavatel, který je schopen podporovat vývoj prototypů i výrobu, je často snazší řídit, protože změny návrhu lze porovnat se stejným výrobním procesem, než projekt vstoupí do sériové výroby.
Časté otázky o automobilovém flexibilním plochém kabelu
Co je to automobilový flexibilní plochý kabel?
Jedná se o plochý propojovací kabel používaný k propojení elektronických modulů ve vozidlech. Jeho struktura paralelních vodičů umožňuje kompaktní vedení a kompatibilitu s malými rozhraními konektorů.
Jaký je rozdíl mezi automobilovým FFC a standardním FFC?
Základní konstrukce může být podobná, ale automobilové aplikace mohou vyžadovat další požadavky související s teplotou, vibracemi, elektrickým zatížením, mechanickými podmínkami, materiály, testováním a požadavky na kvalitu-specifickými zákazníky.
Jaké možnosti rozteče jsou k dispozici pro automobilový FFC?
Rozteč závisí na konektoru a aplikaci. Běžné konfigurace zahrnují 0,3 mm, 0,5 mm a 1,0 mm, i když pro konkrétní provedení mohou být k dispozici i jiné rozměry.
Lze automobilový FFC přizpůsobit?
Ano. V závislosti na výrobci a aplikaci může přizpůsobení zahrnovat počet vodičů, rozteč, délku kabelu, izolační materiál, konfiguraci kontaktů, výztuhu, stínění a další rozměrové požadavky.
Jaké informace jsou potřebné pro nabídku automobilového FFC?
Číslo dílu konektoru, výkres, vzorek, rozteč, počet kolíků, délka kabelu, konfigurace kontaktů, požadavek na teplotu, aplikace a očekávané množství mohou poskytnout užitečný výchozí bod pro cenovou nabídku a technickou kontrolu.
Mohou být vzorky poskytnuty před hromadnou výrobou?
U přizpůsobených automobilových projektů FFC se prototypové nebo předprodukční vzorky běžně používají k ověření rozměrů, kompatibility konektorů, elektrického výkonu a montáže před hromadnou výrobou.
Závěr
Výběr flexibilního plochého kabelu pro automobilový průmysl je v konečném důsledku spíše -cvičením pro přizpůsobení rozhraní a aplikací než jednoduchým rozhodnutím o velikosti- kabelu. Konektor, konfigurace vodiče, izolační materiál, teplotní požadavky, elektrické charakteristiky, instalační prostředí a požadavky na testování je třeba považovat za jeden systém.
U automobilových displejů, kamerových modulů, řídicí elektroniky,{0}}systémů pro správu baterií, senzorů a dalších kompaktních elektronických sestav lze správnou konfiguraci FFC určit přesněji, když dodavatel obdrží úplné technické informace ve fázi RFQ.
Pro globální týmy OEM a nákup komponent je proto nejužitečnějším výchozím bodem kompletní výkres nebo vzorek kombinovaný s informacemi o konektoru, provozních podmínkách, elektrických požadavcích, cílovém množství a použitelných kvalitativních požadavcích. To dává automobilovému výrobci FFC dostatek informací k vyhodnocení proveditelnosti, přípravě vzorků a stanovení výrobní specifikace, kterou lze ověřit před hromadným nákupem.
Reference
1. Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), ISO 16750-1:2023 - Silniční vozidla - Podmínky prostředí a testování elektrických a elektronických zařízení – Část 1: Obecně.
2. Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), ISO 16750-2:2023 - Elektrické zátěže.
3. Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), ISO 16750-3:2023 - Mechanická zatížení.
4. Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), ISO 16750-4:2023 - Klimatické zatížení.
5. Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO), ISO 16750-5:2023 - Chemické zátěže.
6.International Automotive Task Force (IATF), specifické požadavky zákazníka.