С развитием автомобильной электроники автомобильные чипы стали важной частью автомобильной электронной технологии. Чипы автомобильного класса играют важную роль в обеспечении безопасности вождения и управлении транспортными средствами в автомобильной сфере, поэтому требования к их надежности очень высоки. Чтобы гарантировать, что чипы автомобильного класса выдерживают испытания в различных суровых условиях, необходимо провести экологические испытания на надежность. Тестирование среды надежности заключается в проверке чипа в определенной суровой среде, чтобы гарантировать его работоспособность и долгосрочную стабильность в этой среде.Испытательная камера с имитацией окружающей среды (камера для испытаний на надежность)является одним из важных устройств длянадежность, экологические испытания. Испытательная камера может моделировать различные суровые условия во время вождения автомобиля, такие как высокая температура, низкая температура, высокая и низкая влажность, вибрация и другие условия, а также проверять надежность автомобильных чипов с помощью строгих методов тестирования. Благодаря испытаниям на надежность в условиях окружающей среды микросхемы автомобильного класса могут быть всесторонне протестированы и оценены, чтобы гарантировать их надежность и стабильность.
Автомобильная электроника, как правило, дороже. Одной из основных причин является использование электронных компонентов автомобильного класса. Но какие электронные компоненты относятся к устройствам автомобильного класса? Давайте сначала посмотрим на различия между применением электронных компонентов в автомобилях и применением обычной бытовой электроники.
Требования к окружающей среде
Температура. Автомобильная электроника предъявляет относительно широкие требования к рабочей температуре компонентов. В зависимости от места установки существуют разные требования, но они, как правило, выше, чем требования к гражданской продукции (говорят, что AEC Q100 удалила степень 0 -70 в версии H. Требования к температуре, ведь ни один автомобильный продукт не может иметь таких низких требований).
Пример:
Вокруг двигателя: -40 градус -150 градус;
Пассажирский салон: -40 градус -85 градус;
Гражданская продукция: 0 степень -70 степень.
Другие экологические требования: влажность, плесень, пыль, вода, ЭМС, вредная газовая эрозия и т. д. часто превышают требования к бытовой электронике.
вибрация, удар
Когда автомобиль работает в движущейся среде, многие изделия подвергаются большей вибрации и ударам. Это требование может быть намного выше, чем у продуктов, размещенных дома.
надежность
Чтобы проиллюстрировать требования к надежности автомобилей, позвольте мне объяснить это по-другому:
1. Расчетный срок службы. Расчетный срок службы обычных автомобилей составляет около 15 лет и 200000 километров, что намного превышает требования к сроку службы бытовой электроники.
2. При одинаковых требованиях к надежности, чем из большего количества компонентов и связей состоит система, тем выше требования к надежности к компонентам. В настоящее время уровень электроники в автомобилях очень высок. От трансмиссии до тормозной системы установлено большое количество электронных устройств, каждое из которых состоит из множества электронных компонентов. Если рассматривать их просто как последовательную связь, то для обеспечения значительной надежности всего автомобиля требования к каждой части системы очень высоки. Вот почему потребности в автомобильных деталях часто выражаются в PPM (в миллионах). одна часть) для описания.
Требования к согласованности
В наше время автомобили вступили в стадию массового производства. В год можно выпускать сотни тысяч автомобилей, поэтому требования к стабильности качества продукции очень высоки. В первые годы это было довольно сложной задачей для полупроводниковых материалов.
Ведь закономерность диффузии и других процессов в производстве полупроводников контролировать сложно. Характеристики выпускаемой продукции легко поддаются дискретизации. Раньше этого можно было достичь только путем старения и скрининга. Теперь, благодаря постоянному совершенствованию процессов, согласованность значительно улучшилась. Стабильность качества также является самым большим различием между многими местными поставщиками и всемирно известными поставщиками. Для сложных автомобильных изделий абсолютно неприемлемо, чтобы компоненты плохой консистенции создавали угрозу безопасности всего автомобиля.
Давайте посмотрим на некоторые другие требования:
Производственный процесс
Хотя автомобильные детали постоянно развиваются в сторону миниатюризации и облегчения по сравнению с потребительскими товарами, требования к процессам производства автомобильной продукции могут быть смягчены с точки зрения объема и энергопотребления. Обычно используются более крупные упаковки, чтобы обеспечить достаточную механическую прочность и соответствие производственным процессам основных поставщиков автомобилей.
Жизненный цикл продукта
Хотя цены на автомобильную продукцию в последние годы постоянно снижаются, автомобили по-прежнему остаются долговечным и дорогостоящим товаром, и поставки послепродажных запчастей необходимо поддерживать в течение длительного времени. В то же время разработка автомобильной детали требует большого количества проверочных работ, и проверочные работы, связанные с заменой компонентов, также огромны. Поэтому компаниям-производителям автомобилей и поставщикам запчастей также необходимо поддерживать стабильные поставки в течение длительного времени.
стандартный
С этой точки зрения действительно сложно удовлетворить требования к автомобильной продукции, а вышеуказанные требования относятся к автомобильным деталям (для электронных компонентов это система). Преобразование требований в электронные компоненты становится очень трудным. Для решения этой проблемы, естественно, появились некоторые стандарты, наиболее признанными из которых являются стандарты AEC:
Требования AEC Q100 к активным компонентам устройства
Требования AEC Q200 для пассивных компонентов (Possive Device)
Конечно, я думаю, многие также скажут, что существует множество корпоративных стандартов для OEM-производителей. Но я также хочу поделиться своим пониманием по этому поводу. OEM-производитель, на которого я работал раньше, имеет соответствующие общие стандарты требований к надежности, но он оценивает полный автомобильный компонент (систему, состоящую из электронных компонентов), а не непосредственно нацелен на электронные компоненты, из которых состоят эти компоненты. (резисторы, конденсаторы, транзисторы, микросхемы и т.п.). Хотя его требования можно использовать в качестве ориентира при выборе компонентов более низкого уровня, они все же совершенно не подходят для тестирования электронных компонентов.
Проверка правил транспортного средства
На моей предыдущей работе я неизбежно использовал некоторые электронные компоненты, не имеющие сертификата AEC Q100/200. Многие сотрудники автозаводов хотели бы провести некоторую проверку надежности, чтобы убедиться, что она соответствует правилам транспортного средства.
Мое личное мнение таково, что этот метод не очень эффективен, поскольку эти тесты являются лишь необходимыми, но не достаточными. Его можно использовать только для отрицания доступности устройства, но не для подтверждения возможности его использования.
Причина проста: размер выборки слишком мал, а тестируемых элементов недостаточно. Для компонентов, производимых в больших количествах, таких как полупроводники, очень ненадежно тестировать небольшое количество образцов для определения их надежности. Здесь мы также можем взглянуть на основные пункты сертификационных испытаний, проводимых AEC Q100, то есть вы можете увидеть разницу.
Какой стандарт более требователен?
Правила для автомобилей или промышленные правила, к какому из них предъявляются более высокие требования? Принято считать, что стандартным порядком высшего и низшего является военная промышленность > автомобилестроение > промышленность > бытовая электроника. Но лично я не могу полностью принять этот заказ. Промышленность — это очень обширная область, и требования к окружающей среде и надежности также очень различаются. Вполне возможно, что требования к надежности крупного промышленного оборудования никогда не будут ниже, чем у автомобиля. (Например, ключевое оборудование крупной электростанции), и в то же время суровость окружающей среды может значительно превосходить требования автомобилей. Нельзя просто сказать, что отраслевые нормативные требования ниже, чем автомобильные.
Недостатки использования автомобильных запчастей
Ни один выбор не может иметь только преимуществ и не иметь недостатков. Каковы недостатки использования стандартных электронных компонентов автомобиля?
Прежде всего, это дорого, с высокими системными требованиями, высокими затратами на разработку и проверку, а также с низкой производительностью, что делает стоимость намного выше, чем у бытовой электроники. Относительно высокий порог также приводит к увеличению премии за продажу.
Второй недостаток – сложность выбора. Любой, кто занимается электроникой, знает, что сегодня электронных компонентов довольно много. Существует множество решений для продуктов с одной и той же функцией, а сложность может сильно различаться. Однако иногда для того, чтобы соответствовать требованиям автомобильного законодательства, приходится отказаться от некоторых высокоинтегрированных продуктов. план.
Еще одним очевидным недостатком является то, что некоторые продукты технологически отсталы, а большой объем проверочных работ влияет на скорость вывода новых продуктов на рынок. В то же время общая стратегия производителей микросхем заключается в том, чтобы дождаться, пока рынок потребительской электроники созреет, прежде чем предлагать продукт на рынке. на авторынок. Например, в 2013 году в продукте, разработанном редакцией, использовался процессор ARM Cortex A9. На тот момент это был практически лучший продукт на автомобильном рынке, но и процессор ARM Cortex A57 не был редкостью и на потребительском рынке.
Каковы риски использования в автомобиле нестандартных электронных компонентов?
Этот вопрос действительно сложен и требует рассмотрения со многих аспектов:
1. Хотя продукт не получил соответствующей сертификации, производительность и надежность продукта действительно соответствуют требованиям, а также были проверены большим количеством применений. В этом случае риск относительно невелик.
2. Это очень важный момент – взаимосвязь между компонентами и системами. Производительность и надежность системы состоят из электронных компонентов нового уровня, поэтому при той же конструкции продукты, использующие нестандартные для автомобиля компоненты, определенно будут хуже. Однако хороший дизайн может снизить требования к производительности компонентов. Если меры защиты хорошо продуманы и отказ компонента оказывает незначительное влияние на систему, можно использовать нестандартные для автомобиля компоненты для создания более качественных продуктов.
Из-за ограничений современных технологий и процессов не каждый электронный компонент, который необходимо использовать в автомобилях, может соответствовать так называемым транспортным правилам. Но чтобы реализовать на автомобиле определенные функции, необходимо использовать эти компоненты. Эту ситуацию можно разделить на две категории:
а. Эта функция предъявляет высокие требования к безопасности, и отклонения не допускаются.
Пример: функция E-CALL для экстренных вызовов. Для обеспечения этой функции на устройстве необходимо установить резервную батарею. Эта функция связана с безопасностью жизнедеятельности и согласно рейтингу ASILI (ISO26262) некоторых компаний она необходима для достижения уровня B.
И мы знаем, что батареям очень сложно сохранять высокую производительность при -40 градусах. Поэтому некоторые компании предлагают решение намотать на батарею терморезисторную проволоку и нагревать ее при низких температурах для обеспечения производительности. В настоящее время он не соответствует стандартам отдельного компонента, но как сборка деталей может соответствовать стандартным требованиям производителя автомобиля. . Это также показывает взаимосвязь между корпоративными стандартами OEM и стандартами компонентов.
б. Эта функция обычно не связана с безопасностью, поэтому вы можете рассмотреть возможность принятия отклонений.
Например, ЖК-экран развлекательной системы. Возможно снижение чувствительности и оптических характеристик при низких температурах. Но эта ситуация будет принята некоторыми инженерными составами.
3. Некоторые «смелые» и беспечные люди имеют определенные идеи, такие как снижение затрат или повышение производительности, и хотят лишь проверить их производительность и точность с помощью небольшого количества образцов за короткий период времени. Надежность, в данном случае могу сказать только то, что все в дальнейшем будет зависеть от характера, никто не знает, что будет.