Плата обнаружения пешеходов: Ядро автомобильной электроники, обеспечивающее безопасность дорожного движения

technology29 сентября 2025 г. 14 мин чтения

Плата обнаружения пешеходовПлата для автономного вожденияПлата предотвращения столкновенийПлата обнаружения полосы движенияПлата распознавания дорожных знаковПлата компьютерного зрения

PCB для обнаружения пешеходов: Основа автомобильной электроники для обеспечения безопасности дорожного движения

В условиях стремительного развития передовых систем помощи водителю (ADAS) и технологий автономного вождения, PCB для обнаружения пешеходов стала критически важной технологической основой для обеспечения безопасности дорожного движения, особенно для защиты уязвимых участников дорожного движения. Эта, казалось бы, обычная печатная плата выполняет сложную задачу обработки огромных объемов данных от датчиков, таких как камеры, миллиметровые радары и лидары, и принятия жизненно важных решений за миллисекунды. Как эксперт по безопасности, глубоко укоренившийся в области автомобильной электроники, я прекрасно понимаю, что сложность ее проектирования и производства намного превосходит сложность потребительской электроники. Она должна не только соответствовать стандарту функциональной безопасности ISO 26262, но также пройти строгие испытания системы менеджмента качества IATF 16949 и обеспечить надежность на протяжении всего жизненного цикла в рамках сертификации AEC-Q. Highleap PCB Factory (HILPCB), обладая многолетним опытом производства автомобильного класса, стремится предоставлять мировым автопроизводителям решения PCB для обнаружения пешеходов, соответствующие самым высоким стандартам безопасности и качества.

Функциональная безопасность ISO 26262: Жизненно важная основа PCB для обнаружения пешеходов

Функциональная безопасность является высшим принципом в автомобильной электронике, и это особенно верно для систем обнаружения пешеходов, которые напрямую связаны с безопасностью человека. Любая незначительная электронная неисправность может привести к катастрофическим последствиям. Поэтому конструкция PCB для обнаружения пешеходов должна строго соответствовать стандарту ISO 26262 с самого начала.

Этот стандарт определяет уровни полноты безопасности автомобилей (ASIL), от A до D, причем более высокие уровни указывают на более строгие требования. Системы обнаружения пешеходов обычно требуют уровней ASIL B или ASIL C. Это означает, что конструкция PCB должна включать ряд механизмов безопасности для предотвращения и контроля случайных аппаратных сбоев и систематических сбоев.

Ключевые аспекты проектирования включают:

Резервирование: Использование двух или многоканальных резервированных конструкций в критических сигнальных путях или сетях питания для обеспечения того, чтобы система могла поддерживать основные функции безопасности или переходить в безопасное состояние даже в случае отказа одного пути.
Диагностика и отчетность о неисправностях: PCB должна содержать диагностические цепи, способные в реальном времени отслеживать рабочее состояние критически важных компонентов (например, процессоров, микросхем управления питанием). После обнаружения аномалии диагностическое покрытие (Diagnostic Coverage) должно соответствовать требованиям уровня ASIL и иметь возможность сообщать о неисправности контроллеру верхнего уровня через бортовую сеть связи (например, шину CAN).
Отказоустойчивый механизм: Когда система обнаруживает серьезную, неустранимую неисправность, конструкция PCB должна гарантировать, что система может безопасно выключиться или переключиться в заранее определенный безопасный режим, избегая неконтролируемого опасного поведения. Это является основным требованием для всех PCB для предотвращения столкновений.

HILPCB глубоко понимает важность функциональной безопасности для автомобильных PCB. Наша инженерная команда тесно сотрудничает с клиентами на этапе проверки проекта, чтобы гарантировать, что компоновка PCB, выбор компонентов и электрические характеристики полностью соответствуют требованиям целевого уровня ASIL.

Матрица требований к уровням безопасности ASIL

Стандарт ISO 26262 определяет различные уровни полноты безопасности автомобилей (ASIL) на основе серьезности риска, вероятности воздействия и управляемости. Более высокие уровни налагают более строгие требования к частоте отказов оборудования и механизмам безопасности.

Требования	ASIL A	ASIL B	ASIL C	ASIL D
Показатель одиночных отказов (SPFM)	≥ 90%	≥ 90%	≥ 97%	≥ 99%
Показатель скрытых отказов (LFM)	≥ 60%	≥ 80%	≥ 90%	≥ 90%
Целевое значение случайных аппаратных отказов (FIT)	< 1000	< 100	< 100	< 10

* FIT: Failures In Time, количество отказов за миллиард часов.

Надежность в суровых условиях: материалы автомобильного класса и конструктивные соображения

Рабочая среда автомобиля является одной из самых сложных для всех электронных устройств. От сибирских морозов до зноя Сахары, от ухабистых грунтовых дорог до прибрежных районов с высокой влажностью, печатная плата для обнаружения пешеходов должна стабильно работать в широком диапазоне температур от -40°C до 125°C, выдерживая сильные механические вибрации и удары влажности.

Для решения этих задач крайне важен выбор материалов и конструктивное исполнение:

Субстрат с высоким Tg: Автомобильные печатные платы обычно используют субстраты с температурой стеклования (Tg) выше 170°C. Высокое значение Tg означает, что печатная плата обладает лучшей стабильностью размеров и механической прочностью при высоких температурах, эффективно предотвращая расслоение и коробление. Высокотемпературные печатные платы (High Tg PCB), предлагаемые HILPCB, являются идеальным выбором для автомобильных электронных приложений.
Материалы с низким КТР: Несоответствие коэффициентов теплового расширения (КТР) является основной причиной усталости паяных соединений и растрескивания переходных отверстий. Выбор субстратов с значениями КТР, близкими к электронным компонентам, может значительно повысить надежность печатных плат при воздействии температурных циклов.
Устойчивость к CAF: Проводящие анодные нити (CAF) являются потенциальным видом отказа печатных плат в условиях высоких температур и высокой влажности, что может привести к внутренним коротким замыканиям. HILPCB использует высококачественные стеклоткани и системы смол, а также оптимизирует процессы сверления для обеспечения превосходной устойчивости к CAF.
Конструкция с утолщенной медью: Для пропускания больших токов и улучшения рассеивания тепла в силовых частях систем ADAS часто требуется использование печатных плат с толстым медным слоем (Heavy Copper PCB). Утолщенная медная фольга не только снижает нагрев цепи, но и повышает механическую прочность печатной платы.

Эти, казалось бы, базовые решения в совокупности составляют основу надежности печатных плат для автономного вождения, обеспечивая стабильную работу на протяжении всего срока службы автомобиля, составляющего 15 лет и более.

Получить предложение по печатным платам

Целостность высокоскоростного сигнала: обеспечение точной передачи данных датчиков

Системы обнаружения пешеходов полагаются на камеры высокого разрешения, радары и другие датчики, которые генерируют потоки данных с чрезвычайно высокой скоростью. Например, скорость передачи данных HD-камеры может достигать нескольких Гбит/с. Одной из основных задач печатной платы для обнаружения пешеходов является обеспечение бесперебойной и точной передачи этих высокоскоростных сигналов от интерфейса к основному процессору.

Проблемы целостности сигнала (SI) включают:

Контроль импеданса: Линии передачи высокоскоростных сигналов должны иметь точное характеристическое сопротивление (обычно 50 Ом несимметричное или 100 Ом дифференциальное). Любое несоответствие импеданса приведет к отражению сигнала, нарушая целостность данных.
Разводка дифференциальных пар: Дифференциальные сигнальные пары (такие как MIPI, LVDS) должны быть разведены строго одинаковой длины и с одинаковым расстоянием, чтобы максимально подавить синфазный шум.
Перекрестные помехи и ЭМП: Высокая плотность разводки приводит к легкому возникновению перекрестных помех между соседними сигнальными линиями. Разработка печатных плат должна контролировать электромагнитные помехи (ЭМП) с помощью разумного расстояния между трассами, проектирования опорной плоскости и методов экранирования. Чтобы решить эти проблемы, HILPCB применяет передовые производственные процессы высокоскоростных печатных плат и инструменты моделирования. Мы используем низкопотеристые подложки и программное обеспечение для моделирования электромагнитных полей для прогнозирования и оптимизации целостности сигнала уже на этапе проектирования. Будь то ПП для обнаружения полосы движения или ПП для распознавания дорожных знаков, все они имеют общую потребность в высокоскоростной обработке данных, а превосходная целостность сигнала является основой для реализации их функциональности. Для более сложных ПП компьютерного зрения также часто используется технология высокоплотных межсоединений (HDI), например, HDI PCB, для реализации сложной трассировки в ограниченном пространстве.

Стандарты экологических испытаний автомобильной электроники (Выдержка из AEC-Q100/200)

Автомобильные печатные платы и их компоненты должны пройти ряд строгих экологических и надёжностных испытаний, чтобы имитировать экстремальные условия, с которыми они могут столкнуться на протяжении всего жизненного цикла транспортного средства.

Пункт испытаний	Условия испытаний	Цель
Температурные циклы (TC)	-40°C ↔ +125°C, 1000 циклов	Оценка отказов, вызванных несоответствием теплового расширения материалов
Высокотемпературное хранение (HTSL)	+150°C, 1000 часов	Оценка долговременной стабильности материалов при высоких температурах
Механический удар и вибрация

Многоосевая случайная вибрация, имитирующая дорожные условия Оценка механической прочности печатных плат и надежности паяных соединений Смещение по температуре и влажности (THB) 85°C / 85% RH, 1000 часов, со смещением Оценка риска электрохимической миграции во влажной и жаркой среде

Электромагнитная совместимость (ЭМС): «Невидимый щит» в сложной электромагнитной среде

Современные автомобили наполнены разнообразными электронными устройствами, от блоков управления двигателем до информационно-развлекательных систем, что создает чрезвычайно сложную электромагнитную среду. Плата обнаружения пешеходов должна стабильно работать в этой среде, не создавая помех другим устройствам (электромагнитное излучение) и не подвергаясь помехам от других устройств (электромагнитная помехоустойчивость).

Проектирование ЭМС — это системная инженерия, и печатная плата является ее центральным звеном. Отличные стратегии проектирования ЭМС включают:

Многослойные платы и конструкция заземления: Использование многослойных плат с полными заземляющими и питающими слоями для обеспечения низкоимпедансных возвратных путей для высокоскоростных сигналов является основой для контроля электромагнитных помех (EMI).
Целостность питания (PI): Размещение достаточного количества и емкости развязывающих конденсаторов у входов питания и рядом с критически важными микросхемами обеспечивает стабильность сети питания, предотвращая передачу шума через нее.
Разделение и экранирование: Физическое разделение различных функциональных областей на печатной плате (например, аналоговых, цифровых, питания, радиочастотных) и использование экранирующих кожухов при необходимости для предотвращения взаимных помех.

Плохо спроектированная плата предотвращения столкновений может подвергнуться помехам, выдать ложное срабатывание или отказать в критический момент, с непредсказуемыми последствиями. Команда инженеров HILPCB следует строгим правилам проектирования ЭМС и использует инструменты моделирования для предварительного анализа, помогая клиентам избежать потенциальных рисков ЭМС на ранних стадиях проектирования.

Автомобильное производство HILPCB: От чертежа к надежному продукту

Даже самый совершенный теоретический дизайн требует выдающихся производственных возможностей для реализации. Как производитель автомобильных печатных плат, сертифицированный по IATF 16949, HILPCB внедряет философию "ноль дефектов" на каждом этапе производства. Мы точно знаем, как изготавливается высококачественная плата для автономного вождения.

Наша автомобильная производственная система включает:

Специализированные производственные линии: Создание независимых производственных линий для автомобильных заказчиков, использующих более строгие параметры контроля процесса и стандарты контроля качества.
Строгий входной контроль качества (IQC): Все сырье, используемое для автомобильных печатных плат, от подложек до химикатов, должно поступать от сертифицированных поставщиков и проходить строгую проверку.
Расширенный контроль процесса (APC): На критически важных этапах, таких как перенос изображения, ламинирование, сверление и гальванизация, мы применяем методы статистического контроля процесса (SPC) для мониторинга индекса пригодности процесса (Cpk) в реальном времени, обеспечивая стабильность технологического окна.
100% автоматическая оптическая инспекция (AOI) и электрические испытания: Каждая выпущенная автомобильная печатная плата проходит многочисленные проверки AOI и высоковольтные электрические испытания, чтобы гарантировать отсутствие обрывов, коротких замыканий или каких-либо мелких дефектов цепей. Выбирая HILPCB, вы выбираете партнера, который глубоко понимает требования к качеству в автомобильной промышленности. Мы не просто производим печатные платы; мы обеспечиваем гарантию качества для ваших критически важных продуктов, таких как Lane Detection PCB (платы для обнаружения полосы движения) и Traffic Sign Recognition PCB (платы для распознавания дорожных знаков).

Сертификаты HILPCB на производство автомобильного класса

Наши производственные возможности и система менеджмента качества получили широкое признание в автомобильной промышленности, гарантируя, что мы предоставляем клиентам продукцию, соответствующую самым высоким стандартам.

Сертификация IATF 16949:2016: Глобальный стандарт менеджмента качества для автомобильной промышленности, установленный Международной автомобильной целевой группой (IATF), является обязательной квалификацией для входа в цепочку поставок автомобильной промышленности.
Сертификация ISO 9001:2015: Международно признанный стандарт системы менеджмента качества, составляющий основу всей нашей производственной деятельности.
Способность к аудиту процессов VDA 6.3: Обладание способностью принимать и соответствовать строгим требованиям аудита процессов Немецкой ассоциации автомобильной промышленности (VDA), пользующееся доверием европейских клиентов.
Поддержка сертификации AEC-Q: Наши печатные платы могут соответствовать требованиям и поддерживать клиентов в получении сертификатов конечной продукции, таких как AEC-Q100 (интегральные схемы) и AEC-Q200 (пассивные компоненты).
PPAP (Процесс одобрения серийных деталей): Возможность предоставления клиентам полного пакета документации PPAP, включая записи о проектировании, FMEA, планы контроля, MSA и отчеты о проверке размеров/производительности.

Полная отслеживаемость: Цепочка качества от сырья до готовой продукции

В автомобильной промышленности, если возникает проблема с качеством, необходимо быстро определить проблемную партию и осуществить отзыв. Поэтому полная отслеживаемость является обязательным требованием. HILPCB внедрила систему отслеживания, охватывающую весь процесс.

Каждой Pedestrian Detection PCB (плате для обнаружения пешеходов) при запуске в производство присваивается уникальный QR-код или серийный номер. По этому идентификатору мы можем отследить:

Информация о сырье: Поставщик, партия и дата производства используемых подложек, медной фольги и листов PP.
Данные производственного процесса: Производственное оборудование, операторы, параметры процесса и временные метки на каждом критическом этапе операции.
Записи о контроле качества: Исходные данные и результаты всех этапов, включая AOI, электрическое тестирование, измерение размеров и испытания на надежность.

Эта детализированная возможность отслеживания не только соответствует требованиям IATF 16949, но и является нашим торжественным обязательством перед нашими клиентами. Она гарантирует, что при возникновении любой проблемы с качеством, связанной с Computer Vision PCB (платой для компьютерного зрения), мы сможем быстро отреагировать, провести эффективный анализ первопричин и минимизировать область воздействия.

За пределами печатных плат: Услуги HILPCB по сборке печатных плат автомобильного класса

Надежная печатная плата (PCB) является основой, но именно высококачественная сборка печатной платы (PCBA – Printed Circuit Board Assembly) в конечном итоге определяет производительность ЭБУ (ECU). HILPCB предлагает комплексные услуги сборки "под ключ", расширяя наши преимущества в производстве автомобильного класса на область сборки.

Наши услуги по сборке PCBA автомобильного класса включают:

Закупка компонентов автомобильного класса: Опираясь на нашу мощную сеть поставок, мы закупаем компоненты, соответствующие стандарту AEC-Q, исключительно у авторизованных дистрибьюторов, исключая риск поддельных или некачественных устройств.
Высоконадежный процесс пайки: Мы используем передовые производственные линии SMT и оборудование для селективной пайки волной, разрабатывая оптимизированные температурные профили пайки для сложных корпусов, обычно используемых в автомобильной продукции, таких как BGA и QFN, для обеспечения долгосрочной надежности паяных соединений.
Строгая очистка и покрытие: Собранные PCBA проходят строгий процесс очистки для удаления остатков, которые могут вызвать электрохимическую миграцию. Кроме того, по требованию заказчика наносится конформное покрытие для повышения устойчивости к влаге и коррозии.
Комплексная стратегия тестирования: Мы предлагаем многоуровневые решения для тестирования, включая внутрисхемное тестирование (ICT), функциональное тестирование (FCT) и испытания на старение, гарантируя, что каждая отгруженная PCBA на 100% соответствует проектным функциям и показателям производительности.

Будь то Collision Avoidance PCB или другие модули ADAS, услуги по сборке HILPCB гарантируют идеальную реализацию вашего замысла, ускоряя процесс вывода продукта на рынок.

HILPCB: Матрица возможностей сборки автомобильного класса

Мы предоставляем комплексные услуги по сборке электронных блоков управления (ECU) для автомобилей, охватывающие весь процесс от закупки компонентов до окончательного функционального тестирования, обеспечивая высочайшую надежность и качество.

Пункт обслуживания	Подробности возможностей	Ценность для клиента
Закупка компонентов	Закупка сертифицированных AEC-Q100/200 устройств исключительно через авторизованные каналы	Исключает риск поддельных и некачественных продуктов, обеспечивая надежность компонентов
Возможности монтажа SMT	Компоненты 01005, BGA/QFN с шагом 0,35 мм, высокоточный POP	Удовлетворяет требованиям к сборке высокоплотных, сложных чипов, таких как процессоры ADAS.
Процесс пайки	Бессвинцовый/свинцовый процесс, азотная пайка оплавлением, селективная волновая пайка	Обеспечивает высоконадежные паяные соединения, отвечающие требованиям автомобильной промышленности к вибрации и термическим циклам.
Тестирование и инспекция	3D AOI, 3D рентген, ICT, FCT, тест на старение	Всесторонний охват, гарантирующий отсутствие дефектов в продукции с завода.
Защитное покрытие	Селективное автоматическое покрытие, соответствующее стандарту IPC-A-610	Повышает защиту PCBA от влаги, соляного тумана и химической коррозии.

Вывод: Выберите профессионального партнера, создадим безопасное будущее вместе

Печатная плата для обнаружения пешеходов является неотъемлемой частью современных автомобильных систем безопасности, и каждая деталь ее проектирования и производства тесно связана с безопасностью жизни. Это требует от поставщиков не только передовых технологий и оборудования, но и глубокого понимания и уважения к культуре безопасности и системам качества автомобильной промышленности. От соответствия функциональной безопасности ISO 26262 до решения сложных экологических задач, а также обеспечения целостности высокоскоростного сигнала и электромагнитной совместимости — каждое звено полно проблем.

HILPCB, благодаря многолетнему глубокому опыту в области автомобильной электроники, создала полную цепочку услуг, начиная от поддержки проектирования печатных плат, автомобильного производства и заканчивая высоконадежной сборкой. Мы прошли сертификацию IATF 16949 и строго соблюдаем стандарты AEC-Q, стремясь стать вашим самым надежным партнером. Выбор HILPCB означает выбор безопасности, надежности и профессионализма. Давайте вместе внесем свой вклад в создание более безопасных печатных плат для обнаружения пешеходов и будущего интеллектуального вождения.

Запросить расценки на печатные платы