서론: 자동차 전자 장치의 기술적 과제 및카펠의 혁신

자율 주행이 L5로 발전하고 전기 자동차(EV) 배터리 관리 시스템(BMS)이 더 높은 에너지 밀도와 안전성을 요구함에 따라 기존 PCB 기술은 다음과 같은 중요한 문제를 해결하는 데 어려움을 겪고 있습니다.

• 열 폭주 위험: ECU 칩셋의 전력 소모량이 80W를 초과하고, 국부 온도는 150°C에 달함
• 3D 통합 한계: BMS는 0.6mm 보드 두께 내에 256개 이상의 신호 채널을 요구합니다.
• 진동 실패: 자율 센서는 20G의 기계적 충격을 견뎌야 합니다.
• 소형화 요구: LiDAR 컨트롤러에는 0.03mm 트레이스 폭과 32층 스태킹이 필요합니다.

Capel Technology는 15년간의 R&D를 활용하여 혁신적인 솔루션을 선보입니다.높은 열전도도 PCB(2.0W/mK),고온 내성 PCB(-55°C~260°C), 그리고32층HDI 매립/블라인드 기술을 통해(0.075mm 마이크로비아).

섹션 1: 자율 주행 ECU를 위한 열 관리 혁신

1.1 ECU 열 문제

• Nvidia Orin 칩셋 열유속 밀도: 120W/cm²
• 기존 FR-4 기판(0.3W/mK)은 칩 접합 온도 초과를 35% 발생시킵니다.
• ECU 고장의 62%는 열 응력으로 인한 납땜 피로로 인해 발생합니다.

1.2 Capel의 열 최적화 기술

소재 혁신:

• 나노 알루미나 강화 폴리이미드 기판(열전도도 2.0±0.2W/mK)
• 3D 구리 기둥 배열(방열 면적 400% 증가)

프로세스 혁신:

• 최적화된 열 경로를 위한 레이저 직접 구조화(LDS)
• 하이브리드 스태킹: 0.15mm 초박형 구리 + 2oz 두꺼운 구리 층

성능 비교:

섹션 2: 32층 HDI 기술을 활용한 BMS 배선 혁신

2.1 BMS 설계의 산업적 문제점

• 800V 플랫폼에는 256개 이상의 셀 전압 모니터링 채널이 필요합니다.
• 기존 설계는 15% 임피던스 불일치로 인해 공간 제한을 200% 초과합니다.

2.2 Capel의 고밀도 상호 연결 솔루션

스택업 엔지니어링:

• 1+N+1 any-layer HDI 구조(0.035mm 두께의 32개 층)
• ±5% 차동 임피던스 제어(10Gbps 고속 신호)

마이크로비아 기술:

• 0.075mm 레이저 블라인드 비아(종횡비 12:1)
• <5% 도금 공극률(IPC-6012B 3등급 준수)

벤치마크 결과:

섹션 3: 극한 환경 안정성 – MIL-SPEC 인증 솔루션

3.1 고온 재료 성능

• 유리 전이 온도(Tg): 280°C(IPC-TM-650 2.4.24C)
• 분해 온도(Td): 385°C(5% 중량 감소)
• 열충격 생존성: 1,000 사이클(-55°C↔260°C)

3.2 독점 보호 기술

• 플라즈마 접목 폴리머 코팅(1,000시간 염수 분무 저항성)
• 3D EMI 차폐 캐비티(10GHz에서 60dB 감쇠)

섹션 4: 사례 연구 – 글로벌 상위 3대 EV OEM과의 협업

4.1 800V BMS 제어 모듈

• 과제: 85×60mm 공간에 512채널 AFE 통합
• 해결책:
  1. 20층 리지드 플렉스 PCB(3mm 굽힘 반경)
  2. 내장형 온도 센서 네트워크(0.03mm 트레이스 폭)
  3. 국부 금속 코어 냉각(0.15°C·cm²/W 열 저항)

4.2 L4 자율 도메인 컨트롤러

• 결과:
  • 전력 40% 감소(72W → 43W)
  • 기존 디자인 대비 66% 크기 감소
  • ASIL-D 기능 안전 인증

섹션 5: 인증 및 품질 보증

Capel의 품질 시스템은 자동차 표준을 뛰어넘습니다.

• MIL-SPEC 인증: GJB 9001C-2017 준수
• 자동차 규정 준수: IATF 16949:2016 + AEC-Q200 검증
• 신뢰성 테스트:
  • 1,000시간 HAST(130°C/85% RH)
  • 50G 기계적 충격(MIL-STD-883H)

결론: 차세대 PCB 기술 로드맵

Capel은 개척자입니다.

• 내장형 수동 부품(30% 공간 절약)
• 광전자 하이브리드 PCB(850nm에서 0.2dB/cm 손실)
• AI 기반 DFM 시스템(수율 15% 향상)

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