AEC(Automotive Electronics Council)最開始是一個地區(qū)性的企業(yè)協(xié)會性質(zhì)的組織,源于1993年,主要由來自美國的汽車制造商和電子組件供應(yīng)商組成。該委員會的目標(biāo)是制定和推廣汽車電子組件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以確保這些組件在汽車應(yīng)用中的可靠性和安全性,后來隨著加入的成員越來越多,逐漸成為一個國際性組織。
AEC - Q是由汽車電子協(xié)會(AEC)制定的一系列針對汽車電子元器件的可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)。汽車行業(yè)對電子元器件的可靠性要求極高,因為汽車的工作環(huán)境復(fù)雜,包括溫度變化大、振動頻繁、電磁干擾強等因素。為了確保汽車電子系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,車規(guī)級電子標(biāo)準(zhǔn)AEC - Q標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運而生。它分為六個主要家族,涵蓋集成電路、分離元件、光電元件、微機(jī)電系統(tǒng)、多晶片模組和被動元件,每個類別都有特定的測試條件,通常參考JEDEC或MIL-STD標(biāo)準(zhǔn),并著重于電磁兼容性。供應(yīng)商一般需同時滿足AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)和ISO16949質(zhì)量管理系統(tǒng)要求,才能得以進(jìn)入汽車一級供應(yīng)商的供應(yīng)鏈。
文末有一段來自AEC委員會成員的視頻供大家進(jìn)一步了解AEC-Q標(biāo)準(zhǔn)體系:
AEC - Q100
主要針對集成電路(IC)。它包括了一系列嚴(yán)格的測試項目,例如加速環(huán)境應(yīng)力測試(Accelerated Environmental Stress Testing),像高溫存儲(High - Temperature Storage)、溫度循環(huán)(Temperature Cycling)等,用于模擬汽車在極端溫度環(huán)境下的使用情況;還有加速生命周期模擬測試(Accelerated Life - Cycle Modeling Testing),用于評估芯片在長期使用過程中的性能變化;封裝組裝完整性測試(Package Assembly Integrity Testing)確保芯片封裝的質(zhì)量,防止外界因素如濕氣、灰塵等的侵入;電性驗證測試(Electrical Verification Testing)檢查芯片的電氣性能參數(shù)是否符合要求等。
AEC - Q101
是針對分立半導(dǎo)體器件的標(biāo)準(zhǔn)。分立半導(dǎo)體器件在汽車電子系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用,如功率晶體管(Power Transistors)、二極管(Diodes)等。該標(biāo)準(zhǔn)的測試項目包括高溫儲存測試(High - Temperature Storage),驗證器件在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性;熱循環(huán)測試(Thermal Cycling),模擬器件在溫度變化頻繁的環(huán)境中的性能;電氣應(yīng)力測試(Electrical Stress),確保器件在不同的電氣條件下能夠正常工作;機(jī)械應(yīng)力測試(Mechanical Stress),考查器件在機(jī)械振動等情況下的可靠性。
AEC - Q102
適用于光電器件。汽車照明系統(tǒng)、傳感器等設(shè)備中廣泛使用光電器件,如LED(發(fā)光二極管)。該標(biāo)準(zhǔn)的測試內(nèi)容有高溫高濕試驗(High - Temperature and High - Humidity Testing),用于檢驗光電器件在潮濕高溫環(huán)境下的光學(xué)和電氣性能;溫度循環(huán)試驗(Temperature Cycling),評估光電器件在溫度變化下的穩(wěn)定性;低溫試驗(Low - Temperature Testing),保證光電器件在寒冷環(huán)境下能夠正常工作。
AEC - Q103
用于汽車傳感器。汽車傳感器需要精確地感知各種物理量,如溫度、壓力、速度等,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。該標(biāo)準(zhǔn)的測試包括溫濕度循環(huán)試驗(Temperature - Humidity Cycling),模擬傳感器在不同溫濕度環(huán)境下的工作情況;低溫試驗(Low - Temperature Testing),確保傳感器在低溫環(huán)境下的準(zhǔn)確性;耐久性試驗(Durability Testing),考查傳感器在長期使用過程中的性能穩(wěn)定性。
AEC - Q104
針對車用多芯片模塊。隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展,多芯片模塊在汽車中的應(yīng)用越來越廣泛。該標(biāo)準(zhǔn)的測試涉及加速環(huán)境應(yīng)力測試(Accelerated Environmental Stress Testing)和加速壽命應(yīng)力測試(Accelerated Life - Cycle Stress Testing),以確保多芯片模塊在復(fù)雜的汽車環(huán)境中的可靠性和信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
AEC - Q200
主要涵蓋無源器件,如電容(Capacitors)、電阻(Resistors)、電感(Inductors)等。這些無源器件雖然不具備信號放大和處理功能,但對于汽車電子系統(tǒng)的正常運行同樣至關(guān)重要。測試項目包括振動測試(Vibration Testing)、冷熱沖擊試驗(Thermal Shock Testing)、溫度試驗(Temperature Testing)等,用于驗證無源器件在汽車環(huán)境中的穩(wěn)定性。
AEC - Q測試項目保障可靠性,以AEC - Q100(集成電路)為例
溫度循環(huán)測試:
測試內(nèi)容:將集成電路在規(guī)定的高低溫之間進(jìn)行多次循環(huán)。例如,讓芯片在- 40℃和125℃之間循環(huán)數(shù)百次,每次循環(huán)包括低溫保持、升溫、高溫保持、降溫的過程。
保障原理:汽車在不同的地理環(huán)境和季節(jié)使用時,會經(jīng)歷巨大的溫度變化。在寒冷的冬季早晨啟動汽車,發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的電子控制單元(ECU)溫度可能迅速從低溫上升;而在炎熱的沙漠地區(qū)行駛,ECU又要承受長時間的高溫。通過溫度循環(huán)測試,可以模擬這種溫度變化對集成電路的影響,檢驗芯片在不同溫度下的性能穩(wěn)定性,避免因溫度變化導(dǎo)致的芯片內(nèi)部材料膨脹和收縮而產(chǎn)生的物理損壞或電氣性能下降,如芯片內(nèi)部的導(dǎo)線斷裂、焊點松動或晶體管性能變化等問題。
加速壽命測試:
測試內(nèi)容:在高于正常工作電壓和溫度的條件下對集成電路進(jìn)行長時間的測試。比如,在1.3倍的額定工作電壓和125℃的高溫環(huán)境下,讓芯片持續(xù)工作數(shù)千小時。
保障原理:汽車電子設(shè)備在長期使用過程中,會面臨各種復(fù)雜的工況和電氣應(yīng)力。加速壽命測試可以在較短的時間內(nèi)模擬芯片在長期使用后的老化情況。通過這種測試,可以發(fā)現(xiàn)芯片在長期高電壓、高溫環(huán)境下可能出現(xiàn)的性能衰退,如閾值電壓漂移、漏電流增大等問題,從而確保芯片在汽車的正常使用壽命內(nèi)能夠可靠地工作。
那么,與其它汽車電子標(biāo)準(zhǔn)相比,AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)具有哪些優(yōu)勢或不同?
針對性強:AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)是專門針對汽車電子元器件制定的,涵蓋了集成電路、分立器件、光電器件、傳感器、多芯片模塊、無源器件等各類汽車電子常用元器件,而像ISO 16750等標(biāo)準(zhǔn)則更側(cè)重于汽車電子部件的環(huán)境試驗,AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)在元器件層面的針對性更強,能夠更精準(zhǔn)地滿足汽車電子系統(tǒng)對不同類型元器件的可靠性要求。
嚴(yán)格且全面的測試項目:
環(huán)境適應(yīng)性測試:包含了高溫存儲、溫度循環(huán)、熱沖擊、濕度試驗等,確保元器件在汽車可能面臨的各種惡劣氣候條件下仍能正常工作,如在炎熱的沙漠地區(qū)或寒冷的極地環(huán)境下,經(jīng)過AEC-Q認(rèn)證的元器件都能保持性能穩(wěn)定。
電氣性能測試:有加速壽命測試、靜電放電測試、電氣特性驗證等,保證元器件在長期使用以及復(fù)雜的電氣環(huán)境中不會出現(xiàn)性能下降或失效的情況,像汽車發(fā)動機(jī)控制單元中的芯片,需通過嚴(yán)格的電氣性能測試,以確保在發(fā)動機(jī)的頻繁啟停和高電磁干擾環(huán)境下穩(wěn)定運行。
機(jī)械可靠性測試:包括振動測試、機(jī)械沖擊測試等,模擬汽車行駛過程中的振動和碰撞,檢驗元器件的機(jī)械結(jié)構(gòu)是否牢固,引腳是否松動等,對于安裝在車底盤或發(fā)動機(jī)附近的電子元器件,這種機(jī)械可靠性測試尤為重要
行業(yè)認(rèn)可度高:AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)由汽車電子領(lǐng)域的主要廠商共同制定和推動,得到了全球汽車行業(yè)的廣泛認(rèn)可,包括汽車制造商、零部件供應(yīng)商、半導(dǎo)體廠商等,已成為車規(guī)級元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)。這意味著通過AEC-Q認(rèn)證的元器件更容易被汽車企業(yè)所接受,進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈體系,從而促進(jìn)了汽車電子元器件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。
與汽車生產(chǎn)流程緊密結(jié)合:AEC-Q認(rèn)證的流程和要求與汽車零部件的生產(chǎn)制造過程緊密結(jié)合,從樣品申請、樣品評估、初步評估報告到樣品驗證報告等多個階段,確保了元器件在批量生產(chǎn)時能夠持續(xù)穩(wěn)定地符合標(biāo)準(zhǔn)要求,有助于提高汽車電子系統(tǒng)的整體質(zhì)量和可靠性,減少因元器件質(zhì)量問題導(dǎo)致的汽車召回和故障維修。
適應(yīng)汽車技術(shù)發(fā)展:隨著汽車電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,汽車電子系統(tǒng)對元器件的要求越來越高,AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新和完善,能夠及時跟上汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢,為新型汽車電子元器件的研發(fā)和應(yīng)用提供可靠的質(zhì)量保障,例如在新能源汽車中使用的大容量鋰離子電池組,AEC-Q100中關(guān)于充放電循環(huán)壽命以及過充過放保護(hù)等要求,能夠確保電池在汽車中的安全可靠使用。
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原文標(biāo)題:了解AEC-Q車規(guī)級汽車電子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與測試
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