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但為了實(shí)現(xiàn)汽車上的某步入式高低溫試驗(yàn)室些

發(fā)布者:無錫瑪瑞特科技有限公司 發(fā)布時(shí)間:2020/10/31 9:52:00 點(diǎn)擊次數(shù):389 關(guān)閉

  汽車電子產(chǎn)品的價(jià)格普遍比較貴,其中的主要原因之一就是使用了車規(guī)級(jí)的電子元件,但什么樣的電子元件才是車規(guī)級(jí)的器件呢? 我們先來看看電子元件在汽車上的應(yīng)用和一般的消費(fèi)電子元件在應(yīng)用有什么差異。

  溫度:汽車電子元件的工作溫度要求比較寬,根據(jù)不同的安裝位置等有不同的需求,但一般都要高于民用產(chǎn)品的要求(據(jù)說AEC Q100在H版中刪除了0℃-70℃這檔溫度的要求,因?yàn)闆]有哪個(gè)汽車產(chǎn)品要求可以這么低)。

  其它環(huán)境要求濕度、發(fā)霉、粉塵、高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱水、EMC以及有害氣體侵蝕等等往往都高于消費(fèi)電子產(chǎn)品要求。

  汽車在運(yùn)動(dòng)的環(huán)境中工作,相對(duì)于其他產(chǎn)品來說,遭遇更多的振動(dòng)和沖擊。這種要求可能會(huì)比擺放在家里使用的產(chǎn)品要高很多。

  1. 設(shè)計(jì)壽命:一般的汽車設(shè)計(jì)壽命都在 15 年 20 萬公里左右,遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子產(chǎn)品壽命要求。

  2. 在相同的可靠性要求下,系統(tǒng)組成的部件和環(huán)節(jié)越多,對(duì)組成的部件的可靠性要求就越高。目前車上的電子化程度已經(jīng)非常高了,從動(dòng)力總成到制動(dòng)系統(tǒng),都裝配了大量的電子裝置,每個(gè)裝置里面又由很多的電子元件組成。如果就簡(jiǎn)單的把它們看成串聯(lián)關(guān)系,那么要保證整車達(dá)到相當(dāng)?shù)目煽啃,?duì)系統(tǒng)組成的每一個(gè)部分要求是非常高的,這也是為什么汽車零部件的要求經(jīng)常是用 PPM(百萬分之一)來描述。

  現(xiàn)在的汽車已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)的階段,一款車1年可以生產(chǎn)數(shù)十萬輛,所以這對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性要求就非常高了。高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱這在早些年對(duì)于半導(dǎo)體材料來說,是挺有挑戰(zhàn)的。

  畢竟生產(chǎn)半導(dǎo)體中的擴(kuò)散等工藝的一致性是很難控制的,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能易離散,早期只能依靠老化和篩選來完成,現(xiàn)在隨著工藝的不斷提高,一致性得到極大提高。質(zhì)量的一致性也是很多本地供應(yīng)商和國際知名供應(yīng)商的差異。對(duì)于組成復(fù)雜的汽車產(chǎn)品來說,一致性差的元件導(dǎo)致整車出現(xiàn)安全隱患是肯定不能接受的。

  汽車產(chǎn)品制造工藝的要求,雖然汽車的零件也在不斷的向小型化和輕量化發(fā)展,但相對(duì)消費(fèi)產(chǎn)品來說,在體積和功耗上還相對(duì)可以放松,一般使用的封裝較大,以保證有足夠的機(jī)械強(qiáng)度并符合主要的汽車供應(yīng)商的制造工藝。

  雖然近些年,汽車產(chǎn)品不斷的降價(jià),但汽車還是一個(gè)耐用的大件商品,必須要保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間的售后配件的供應(yīng)能力。同時(shí)開發(fā)一個(gè)汽車零件需要投入大量的驗(yàn)證工作,更換元件帶來的驗(yàn)證工作也是巨大的,所以整車制造企業(yè)和零部件供應(yīng)商也需要維持較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定供貨。

  這樣看來,滿足汽車產(chǎn)品要求的確復(fù)雜,而且以上的要求是針對(duì)汽車零件的(對(duì)于電子元件來說就是系統(tǒng)了),如何去轉(zhuǎn)換成電子元件的要求就變得很困難,為解決這個(gè)問題就自然有一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn),比較得到公認(rèn)的就是AEC的標(biāo)準(zhǔn):

  當(dāng)然我猜想很多人還會(huì)說,還有許多的整車的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但這點(diǎn)我也想來說一下我的理解。在我以前工作過的整車確實(shí)是有相關(guān)的一般可靠性要求的標(biāo)準(zhǔn),但它考核的是一個(gè)完整的汽車組件(由電子元件構(gòu)成的系統(tǒng)),而非直接針對(duì)組成這些組件的電子元件的要求(電阻,電容,三極管,芯片等),雖然它的要求是可以用來參考對(duì)下級(jí)元件的選型,但作為電子元件測(cè)試等來說還是非常的不合適的。

  在我以前的工作中,難免會(huì)使用到一些沒有AEC Q100/200認(rèn)證的電子元件,很多車的人員都會(huì)希望進(jìn)行一些可靠性驗(yàn)證,來驗(yàn)證它是否滿足車規(guī)要求。

  而我個(gè)人的看法是,這種方法并不太有效,因?yàn)檫@些測(cè)試都只能是必要不充分測(cè)試。只能用于否定該器件的可用性,而不能確定其可以使用。

  原因很簡(jiǎn)單,樣本數(shù)量太少測(cè)試的項(xiàng)目并不充分。對(duì)于半導(dǎo)體這種大批量制造的元件,通過少量的樣本的測(cè)試來確定其可靠性,個(gè)人認(rèn)為是非常的不靠譜的,這里我們也可以來看看 AEC Q100進(jìn)行的主要認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)目,也就可以看出差別。

  車規(guī)和工規(guī),誰的要求高。普遍的認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)的高低順序是軍工 汽車 工業(yè) 消費(fèi)電子。但個(gè)人卻不能完全接受這個(gè)順序。工業(yè)是個(gè)很寬的范圍,也遇到的環(huán)境和可靠性需要也是差異巨大的。可以想象,比如一個(gè)大型工業(yè)設(shè)備的可靠性要求不會(huì)比汽車要求低。(比如一個(gè)大型電的關(guān)鍵設(shè)備),而同時(shí)環(huán)境的苛刻度也可能會(huì)遠(yuǎn)超汽車的要求,并不能簡(jiǎn)單的說工規(guī)要求就比汽車低。

  首先就是貴,體系要求高,開發(fā)驗(yàn)證花費(fèi)大,產(chǎn)量低導(dǎo)致成本高出消費(fèi)電子一大截。相對(duì)較高的門檻也使得存在較多的銷售溢價(jià)。

  其次的壞處就是選型困難。玩電子的人都知道發(fā)展到今天,高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱電子元件相當(dāng)?shù)呢S富,做相同功能的產(chǎn)品可以有多種方案,復(fù)雜度可能差異巨大,但有時(shí)為達(dá)到車規(guī)的要求,不得不放棄一些集成度高的方案。

  還有一個(gè)比較明顯的壞處就是某些產(chǎn)品技術(shù)落后,大量的驗(yàn)證工作影響到了新產(chǎn)品的上市速度。同時(shí),芯片家一般的投放策略也是希望在消費(fèi)電子市場(chǎng)上成熟后,才將該產(chǎn)品應(yīng)用在到汽車市場(chǎng)上。比如在 2013 年小編在開發(fā)的一款產(chǎn)品使用的ARM Cortex A9的處理器,當(dāng)時(shí)在汽車市場(chǎng)已經(jīng)基本上是的產(chǎn)品了,但消費(fèi)市場(chǎng)上ARM Cortex A57的處理器并不稀奇。

  1. 僅僅是沒有得到相關(guān)的認(rèn)證,但其實(shí)產(chǎn)品的性能和可靠性是滿足要求的,并且也得到過大量的應(yīng)用驗(yàn)證。如果屬于這種情況風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。

  2. 這點(diǎn)是很重要的一點(diǎn),就是元件和系統(tǒng)的關(guān)系。系統(tǒng)的性能和可靠性是由下一級(jí)的電子元件來構(gòu)成的,所以在同樣的設(shè)計(jì)下,使用非車規(guī)的元件產(chǎn)品肯定要差。但好的設(shè)計(jì),可以降低元件的性能要求,一個(gè)保護(hù)措施設(shè)計(jì)完善并能做到元件失效對(duì)系統(tǒng)影響輕微設(shè)計(jì),就有可能使用非車規(guī)元件做出更好的產(chǎn)品。

  由于當(dāng)前技術(shù)工藝限制的影響,不是每種需要用在汽車上的電子元件都可以達(dá)到所謂的車規(guī)要求。但為了實(shí)現(xiàn)汽車上的某些功能,就必須要用到這些元件。這種情況可以分為兩類:

  例子: 緊急呼叫的E-CALL功能,為保證該功能,需要給設(shè)備安裝上后備電池。而該功能是涉及到生命安全的,按照某些的ASILI(ISO26262)評(píng)級(jí),要求達(dá)到 B 級(jí)。

  而我們知道電池要做到 -40 度時(shí)保持高性能是很困難的。所以有的解決方案就是在電池上包上加熱電阻絲,在低溫時(shí)加熱它來保證性能,此時(shí)用單個(gè)元件的標(biāo)準(zhǔn)來看不合格,但作為零件總成,就可以滿足車的標(biāo)準(zhǔn)要求。這也可以看出整車的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和元器件標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。

  3. 一些「膽大」心不細(xì)的人,出于某些想法,如降低成本,或者可以獲得更好的性能,并僅想通過小數(shù)量的樣本,在較短時(shí)間來進(jìn)行驗(yàn)證其性能和可靠性,這種情況我只能說以后的事情靠人品了,誰都不清楚會(huì)發(fā)生什么。
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