推進(jìn)ECU板對板連接，提升自動(dòng)駕駛水平

隨著(zhù)完全自動(dòng)駕駛技術(shù)的推進(jìn)，車(chē)輛所需傳感器的數量和種類(lèi)不斷增加，以便全面、可控地感知車(chē)輛周?chē)h(huán)境的動(dòng)態(tài)變化。這些先進(jìn)傳感器生成的數據量呈指數級增長(cháng)，并需要以10Gbps的速度連接至電子控制單元（ECU），這為汽車(chē)以太網(wǎng)的采用鋪平了道路。

目前，電子控制單元通常采用單一電路板設計，其外部尺寸在X軸與Y軸方向上基本固定，如若想要提高其數據處理能力，唯一可行的擴展方向就是在Z軸方向上進(jìn)行探索。因此，開(kāi)發(fā)人員正在考慮在電子控制單元內使用多塊（兩到三塊）電路板。然而，若要在電路板之間進(jìn)行通信，就必須采用高速的板對板連接器，否則任何延遲或操作失誤都可能導致生死攸關(guān)的危險。

如今，我們的整體自動(dòng)駕駛水平已達到2級，某些車(chē)型甚至達到了2+級和2++級。當自動(dòng)駕駛水平達到3級時(shí)，所有車(chē)輛事故的責任將從駕駛員轉移到整車(chē)廠(chǎng)商（OEM）。相比之下，當自動(dòng)駕駛水平為2級時(shí)，如果發(fā)生車(chē)輛碰撞事故，責任通常歸咎于駕駛員可能沒(méi)有及時(shí)剎車(chē)或操控車(chē)輛避開(kāi)障礙物。當自動(dòng)駕駛水平達到3級時(shí)，自動(dòng)駕駛系統完全掌握車(chē)輛控制權。在這種情況下，若自動(dòng)駕駛系統無(wú)法及時(shí)剎車(chē)或操控車(chē)輛，則問(wèn)題必然出在車(chē)輛的電子控制單元。當然，市面上有許多現成的焊接式解決方案可供選擇。不過(guò)，采用焊接結構時(shí)，焊點(diǎn)一旦承受負載，可能會(huì )開(kāi)裂，從而導致信號連接不穩定。

相較于焊接式板對板連接器，ENNOVI免焊壓接結構具有連接牢固的優(yōu)點(diǎn)（見(jiàn)圖1）。隨著(zhù)自動(dòng)駕駛水平的不斷提升，連接牢固性已經(jīng)成為車(chē)輛設計環(huán)節中一項至關(guān)重要的考量因素。

圖1 免焊端子壓接技術(shù)消除了焊點(diǎn)固有的斷裂和故障風(fēng)險

通過(guò)觀(guān)察數據通信行業(yè)的發(fā)展趨勢，我們發(fā)現免焊端子壓接技術(shù)正在受到廣泛青睞，特別是在112Gbps及以上的背板連接器中尤為明顯。市面上很少有焊接式背板連接器，這充分證明了免焊端子壓接連接器的一致性和高效性。在設計上，免焊端子壓接連接器能夠適應日益精密小巧的端子，從而實(shí)現最佳的高速電氣性能。

隨著(zhù)高速數據傳輸的需求不斷增加，精度變得愈加重要——即使是微小的形狀偏差也會(huì )影響電氣性能。免焊壓接端子的形狀和長(cháng)度非常精確，這得益于我們嚴格的制造公差控制程序。當這些端子與相應孔徑的印刷電路板匹配時(shí)，就能實(shí)現高度一致且可靠的連接，幾乎不會(huì )出現誤差。相比之下，焊接式連接器可能會(huì )因焊料使用量的變化，影響連接的完整性和牢固性。

此外，相較于通板焊接端子，魚(yú)眼壓接端子的尺寸小、電容低，可以有效減少諧振現象?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，免焊壓接端子可以提高信號完整性。此外，免焊端子壓接策略可以幫助客戶(hù)實(shí)現對社會(huì )負責的生產(chǎn)制造，與組裝過(guò)程中產(chǎn)生焊料煙塵的焊接工藝相比，其對環(huán)境影響較小。

汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商及其一級供應商必須確保車(chē)輛電子控制單元內的連接解決方案具有充分的可靠性，以確保其在推動(dòng)車(chē)輛向3級自動(dòng)駕駛水平過(guò)渡時(shí)不會(huì )面臨任何責任風(fēng)險。因此，焊接式互連結構（尤其是在電子控制單元中）的主導地位正在迅速消失。市場(chǎng)越來(lái)越青睞免焊端子壓接互連結構，如ENNOVI多排板對板連接器平臺（見(jiàn)圖2）。

圖2 多排板對板連接器平臺采用免焊端子壓接結構，配有高正向力的可靠接口，通過(guò)了IEC 60352-5和IPC 9797認證

這種現成的連接器平臺堅固耐用，電路板堆疊高度介于7 mm至30 mm之間，采用1至6排設計，每排配有4～30個(gè)符合IEC 60352-5與IPC-9797標準的接觸端子，能夠提供工程師需要的內在靈活性，同時(shí)符合定制化設計方案?？蛇x的電鍍技術(shù)有助于抑制晶須生長(cháng)，從而防止短路風(fēng)險，延長(cháng)平臺的使用壽命。

平臺的設計優(yōu)先考慮在有限空間內安置數量充足的高速互連端子，同時(shí)避免冗余配置，從而最大限度地降低總體擁有成本。當前的平臺基于0.4mm免焊壓接端子，可以支持高達10Gbps（5GHz）的數據傳輸速率，其耐濕性、溫度循環(huán)、振動(dòng)和機械沖擊等各項指標均符合汽車(chē)規格。

產(chǎn)品路線(xiàn)圖計劃將平臺推進(jìn)到0.2mm級別，從而縮小平臺尺寸并提高其數據處理能力。隨著(zhù)自動(dòng)駕駛水平的不斷提升，汽車(chē)整車(chē)廠(chǎng)商及其一級供應商希望進(jìn)一步提高數據傳輸速率。在電子控制單元內部空間保持不變或有所縮小的情況下，只有通過(guò)縮小端子尺寸并增加每平方毫米面積內的端子數量，才能提高電子控制單元的數據傳輸能力。

結論

想要不斷提升自動(dòng)駕駛水平，離不開(kāi)穩健可靠的ECU板對板連接解決方案。傳統的焊接式互連結構正在讓位于免焊端子壓接技術(shù)，后者具有卓越的耐用性和信號完整性

ENNOVI的多排板對板連接器平臺充分順應當前技術(shù)轉變趨勢，提供了一種多功能且堅實(shí)耐用的解決方案，可以滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的嚴苛要求。免焊端子壓接連接器能夠提升數據速率，確保穩定的電氣性能，因此注定將成為ECU設計的基石，并助力我們邁向3級及更高的自動(dòng)駕駛水平。未來(lái)，汽車(chē)互連產(chǎn)品的設計顯然將朝著(zhù)小型化、高效化的方向發(fā)展。這些創(chuàng )新設計在不影響可靠性與安全性的同時(shí)，能夠滿(mǎn)足日益增長(cháng)的數據需求，從而確保未來(lái)的汽車(chē)更加智能和安全。