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AI智慧汽车可靠性 汽车产业原本为一个非常封闭的环境，国际车厂并不会将产品Cost Down视为重要的任务，因为汽车是与人类生命财产有关的行业，产品设计的不良或可靠性的缺陷将会造成车厂巨大的赔偿，因此车厂不会轻易的去更换供应商。但近年来「AI智慧汽车」与「ADAS」的崛起，汽车电子占车价的比重逐步提升到40-50%，这两个汽车新发展面向，使得车厂必须开始跳脱既有的供应链，开始寻找合适的电子产品供应链。从2017年全球汽车销售量排行榜来看，前七大车厂的销售量已经占了全球60%的比重，这代表市场是非常集中的，如何击退竞争者进入国际车厂的供应链，无非是现今电子厂商所面临的重要课题。 在消费性电子产品的产业中，产品的生命周期通常不长，3-5年内就会有汰旧换新的情况发生，这也造就了Time to Market的能力与优势，许许多多的新创产业就在此中萌芽发展。然而转换到汽车产业，新技术往往不会放入最畅销的车款上，而是把最成熟、可靠性质量最佳的产品导入。 该如何提升电子产品可靠性? 从国际规范SAE J1211与ISO 26262都强调的规格需求与验证结果-V型曲线(参见图一)来探讨，解析汽车电子元件/零部件设计与验证要点， 图一:汽车电子元件/零部件设计与验证流程 (数据源: SAE J1211)
国际可靠性质量车规验证五大步骤 当车厂要开发一个产品与功能时，将会定义系统功能->子系统功能->该采用的电子控制单元(ECU)->需要使用的半导体组件元件，规格由左至右、由上而下；但在进行验证时则需由下而上，一步一步完成验证需求，正所谓「基础不牢，地动山摇」，从最源头确认质量起，将会是产品达到高可靠性的不二法门。如不遵循V型曲线，当产品发生失效状态下，就无法厘清是上一段产品问题，还是制程问题，或是自己设计不良所导致。
Step 1：Component level -– 集成电路IC符合AEC-Q100要求、离散元件符合AEC-Q101需求、LED符合AEC-Q102要求(2017年新版)、多芯片元件MCM符合AEC-Q104要求(2018年新版) 、被动元件符合AEC-Q200要求 Step 2：PCB level -印刷电路板(以下简称PCB)通过IPC-6012DA验证 Step 3：Board level - 考虑元件上板后的焊点可靠性(BLR, Board Level Reliability) Step 4：Board level - PCBA制程质量验证确认 Step 5：System level -从系统模块到Tier 1 / 品牌车厂的标准规范
(一) Step 1: Component level: AEC-Q系列 对车用ICs可靠性验证而言，美国在1994年即由克莱斯勒(Chrysler)、福特(Ford)以及通用汽车(GM)三大汽车厂发起成立汽车电子委员会(Automotive Electronics Council-简称AEC)。AEC建立车用电子元件的质量控制标准，符合AEC规范的元件均可被Chrysler、Ford与 GM三家车厂同时采用，因而促进了元件制造商交换其产品特性数据的意愿，并推动了汽车电子元件通用性的实施，为汽车电子元件市场的快速成长打下基础。 近年来国际车厂于安全相关的ECU上，将AEC-Q100制定为强制性的主动元件需求，AEC-Q200询问热度逐步提高，未来也可能会转化为强制性的需求，笔者呼吁厂商需提早因应。对于LEDs Component， AEC也于2017年颁布了AEC-Q102，已成为车用LED的圣经。
(二) Step 2: PCB level- PCB板通过IPC-6012DA验证 印刷电路板(Printed circuit board，简称PCB)是主被动元件的沟通桥梁，当元件故障时可透过Re-work更换，但不可能移除所有元件后再更换PCB，因此不得不说PCB为汽车电子零组件中的关键零件。 车用PCB以往并无特殊的验证手法，多遵照IPC-6012进行验证，由于车用电子市场的崛起，PCB制造业者积极抢食这块大饼，IPC(国际电子工业联接协会，简称IPC)不得不重视此问题，特别于2016年颁布了首份针对车用PCB的验证及允收规范IPC-6012DA，其中包含了温度冲击耐久试验(Thermal shock endurance Testing)、高温耐久试验(High Temperature Endurance Testing)、高温高湿储存试验(High Temperature & Humidity Storage Testing)、阳极细丝导通试验(Conductive Anodic Filament，简称CAF Testing)、表面绝缘电阻试验(Surface Insulation Resistance，简称SIR Testing)…等。这份也成为车厂与Tier 1对于PCB可靠性验证的重要参考法规。
(三)* Step3 :Board level-车用组件上板后的焊点可靠性(板阶可靠性测试，Board Level Reliability，简称BLR) 板阶可靠性（BLR），是国际间常用来验证IC元件上板至PCB之焊点强度的测试方式，是目前手持式装置常规的测试项目。而随着汽车电子系统的复杂度提升，更多的IC元件被运用在汽车内，BLR遂逐步成为车电重要测试项目之一，不仅汽车Tier 1主要供应链对此制定专属验证手法，令人注意的是AEC汽车电子协会近期最新出炉的AEC-Q104，明确定义了车用电子的板阶可靠性试验(Board Level Reliability)项目，虽然项目仅有BLR TCT(温度循环)、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(简称LTSL)、Start Up & Temperature Steps(简称STEP)等，尚未能完全贴近Tier 1的客户规范，但却是车用板阶可靠性通用标准发展的一大步。下列表格为Tier 1大厂针对Board Level的测试需求(表一)。
[table]
[tr][td=73]Test Item [/td][td=220]A Company [/td][td=201]B Company [/td][td=229]C Company [/td][/tr]
[tr][td=73]RTC TMCL
(BLR TCT) [/td][td=220]. -40~125℃ @ 2,000~4,000 cyc. . Dual chamber(Air to Air) . 10 mins. dwell time. [/td][td=229]. 10 mins. dwell time. [/td][/tr]
[tr][td=73]PTC [/td][td=220]. -40~105℃ @ 2,600 cyc. [/td][td=201]NA [/td][td=229]NA [/td][/tr]
[tr][td=73]Vibration [/td][td=220]. 100Hz~2,000Hz @ 5.02 PSD . Random Vibration + Temp. . RMS acceleration :189.4~818m/s2. [/td][td=229]NA [/td][/tr]
[tr][td=73]Drop [/td][td=220]NA [/td][td=201]. Direction C+/C- [/td][td=229]. Direction C- [/td][/tr]
[tr][td=73]Bending [/td][td=220]. Deflection d=1,0mm, 20sec [/td][td=201]NA [/td][td=229]. Displacement d=2.0mm, 100cyc.|dirs.mkt@dekra-ist.comhttp://dekra-ist.com/case-item-279.html
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發表於 2019-6-14 11:38:51
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