浅谈汽车电子产品的特点与相关认证论文_李国存

(丹佛斯(天津)有限公司 天津市 301700)

摘要:随着汽车电子市场的迅速发展,更多的电子电器企业计划进入汽车电子行业供应链。本文详细阐述了汽车电子产品的特点,AEC标准的主要内容,AEC-Q100的等级定义与验证流程、项目,TS16949的基本内容。讨论了汽车电子与普通电子产品验证项目的差异,标准与规范的运用。总结了汽车电子产品认证的核心内容与关键项目。

关键词:汽车电子;认证;AEC-Q100标准;TS16949规范

引言

汽车电子行业是将电子信息技术应用到汽车所形成的新兴行业,是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。广义上讲,小到电子元器件,大到整个电子控制系统,汽车中所有与电路电气相关的装置都属于汽车电子。汽车电子技术包括汽车信息系统,旅行电脑,导航系统,音频音频系统和视频娱乐系统等,汽车电子技术应用于汽车制造和依靠电子技术进行车辆设计和更好的零部件可以提高能源,环境和汽车安全性能。和汽车通讯系统。该装置需要的电子元器件种类与普通家电、数码、通讯等电子产品差别不大。但因为汽车电子长期处于震动及恶劣的外部环境中,对电子元器件的抗拉、抗弯、抗震动、耐腐蚀、耐高温等可靠性要求很高。

1意义

随着无人驾驶、电动汽车的快速发展以及整车科技含量的逐渐提升,单车所装备的电子产品不断增多,汽车电子在汽车成本中所占比重也有了较大提升,市场空间随之广阔。中国汽车电子行业发展情况如图1所示。

2汽车电子产品的特点

汽车电子产品的特点是由其所处的环境所决定的。产品必须要能够在汽车内可靠地工作。

2.1产品应用环境严苛

汽车电子与普通电子产品比较,应用环境非常严苛,对温度、气候等适应能力要求高,通常必需能承受-40℃~125℃温度变化范围,且需维持相当程度的精确性。

2.2产品系统化、模块化

汽车电子产品正朝着系统化和制造模块化的方向发展。例如,集成的汽车集成集成灯,近/远程灯,小灯和停车灯以模块化方式呈现,为模块的制造和维护提供了大量的经济和设施。

2.3产品多样少量

汽车零组件具有规格化特性,产品需求无共通性且呈现客户特殊制定等特点,以多样少量为原则。

2.4产品验证

循环周期长,寿命周期长汽车电子产品需要持续测试,需要数万公里或长时间的实车测试才能在测试过程中发现问题。功能验证和耗时测试是汽车电子的最大特点。汽车电子产品具有相对较长的使用周期,严苛的耐用性,几年的开发和验证时间以及长达10年的产品生命周期。

2.5产业进入障碍高

目前,汽车电子产业大都由世界级厂商所主导,美国、日本及德国等汽车半导体大厂等,都已累积相当研发经验与实际应用经验,进入汽车电子产品与系统门槛障碍高。

3汽车电子产品认证

要进入汽车电子供应商领域,必须取得两项认证,一是由北美汽车行业推行的AEC-Q100(IC)、101(离散元件)、200(被动零件)可靠度标准;二是要符合零失效(ZeroDefect)的供应链品质管理标准

3.1 AEC标准认证

AEC标准系列是汽车电子组件的通用测试规范,标准系统由美国的汽车电子委员会(AEC)设立,克莱斯勒,福特和通用汽车已经建立了相同的组件资格,建立了质量体系,由于符合AEC标准的部件同时可供三家制造商使用,促进零部件制造商改变其产品特性数据的准备程度,并促进汽车部门的通用性,使AEC标准逐渐成为通用汽车电子领域。AEC并没有审查、认证机制,产品依AEC展开的认证计划完成实验,取得实验结果。客户以“自我宣告”的方式说明产品已通过AEC认证,终端客户可依据报告内容进行抽查或验证。

3.1.1 AEC-Q001

零缺陷是所有行业都在追求的质量目标。在对安全性要求较高的汽车电子行业,质量要求更加严格。半导体器件的缺陷率以DPM(De-Perfect Permillion,DPM)表示。在一些关键应用组件中,供应商甚至增加了从常用的百万分之一(PPM)单位到十亿分之一(PPB)的缺陷率,即每单位产生数十亿美元。只有组件可能有问题的产品。

3.1.2 AEC-Q002AEC-Q002

基于统计原理,属于统计良率分析的指导原则。分为统计性良品率限制(StatisticalYieldLimit,SYL)和统计箱限制(StatisticalBinLim-it,SBL)两种。

3.1.3 AEC-Q003

根据针对芯片产品电性能提出的特性指南,AEC-Q003用于生成产品,工艺或封装规格和数据表。目标是收集数据并分析组件和流程,以了解芯片的性能,性能,以及组件和过程的限制,以及检查这些组件或设备的性能特征,例如温度,电压和频率。

3.1.4 AEC-Q004AEC-Q004

介绍了一系列流程步骤,包括组件设计,生产,测试和使用,以及在流程的每个阶段使用哪些零缺陷工具或方法。它基本上是一套没有错误的指导方针,用于确定芯片供应商或用户如何使用工具和流程可用于实现产品生命周期中不明确的目标AEC-Q004不是强制性规范,但提供了减少缺陷的工具和方法。

3.2 AEC-Q100标准认证流程与项目

AEC-Q100首先定义了器件环境工作温度范围的等级,如表1所示。

一般来说,环境的使用会影响电子设备和设备的耐用性和操作性能。因此,汽车电子部件的环境可靠性是汽车可靠性的核心问题之一。在开发设计过程中,根据实际使用情况设计环境测试项目是关键,在管理成本的同时保持实用性和性能要求。任何汽车电子产品在进入生产阶段之前,都必须通过一系列电气、使用寿命以及可靠性应力测试。不同温度等级有不同的质量要求,这些严格的认证测试可确保设备在恶劣的环境中高可靠性的工作和长时间的使用寿命。

3.3 TS16949规范

汽车零部件及相关产品发展的最大动力不是先进技术,而是质量水平的提高。为了提高质量,严格的管理控制程序是必要的。目前汽车行业重要的质量控制体系和相关规范包括汽车电子委员会(AEC)提出的各种规范和QS-9000和TS 16949。此外,零部件供应商正计划提交专有规格,例如ST的汽车认证。TS 16949的质量管理体系认证体系是汽车电子供应商需要超越AEC的另一系列规格。TS16949标准是以ISO9001:2000为基础开发的针对汽车行业质量系统管理标准。目前,包括通用、福特、标致、雷诺和大众等世界级车厂,都强制规定其供货商的质量管理系统需符合TS16949的要求,并要求扩展至2-3级供货商。TS16949突出了客户导向,并制定各项绩效指标.

其系统运作架构能强力推动组织持续改进,以保持领先同业的竞争力,能让管理者有效找到异常点并进行相应改善。ISO/TS16949内容中,最基本精神为《AIAG汽车行业五大核心工具》,尤其是生产件批准程序(PPAP)更为核心,如图4所示。

4结语

目前的汽车电子市场发展迅速,产品类型也越来越多样化,为了确保汽车电子产品的通用性和质量,需要严格的质量管控规范及管理系统来保证。本文通过总结汽车电子产品的行业特点,详细阐述了AEC标准的具体要求和TS16949规范等内容,为业界理解和执行AEC标准与TS16949规范总结出了参考依据。我国集成电路设计、封装、测试长期以消费类产品为主,真正核心的汽车电子产品涉入的非常少。希望本文能帮助更多的厂商了解汽车电子的规则,制定对应的AEC-Q100验证步骤和手法,顺利进入汽车行业供应链。

参考文献:

[1]为民.汽车电子产品的特点发展动态及其对基础电子产品的影响[J].《中国集成电路》,2006(1):49-54.

[2]秩名.汽车级别的芯片,你知道有多难认证么AECISO/TS16949[EB/OL].http://www.360doc.com/content/16/0528/19/6063752_563064565.shtml,2016.5.28.

论文作者:李国存

论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期

论文发表时间:2018/10/1

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