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汽车电子元器件认证实践
王晓;李海柱;陈义强
【期刊名称】《质量与认证》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】目前,电子元器件在汽车中的用途越来越多,是新能源汽车产业和智能汽车产业供应链安全的重要保障。
赛宝车规级汽车电子元器件AEC-Q系列认证可以作为传递车规级电子元器件产品可靠性和稳定性的有效手段,在落实标准的同时传递信任,以解决目前国内车规级汽车元器件不敢用、不好用、不耐用的问题,在打开我国汽车电子元器件市场的同时,增强汽车行业供应链的安全性。
【总页数】3页(P78-80)
【作者】王晓;李海柱;陈义强
【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所;广州赛宝认证中心服务有限公司【正文语种】中文
【中图分类】T-65
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目 次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (2)4分类 (2)5要求和试验方法 (3)5.1总则 (3)5.1.1一般要求 (3)5.1.2工作环境温度 (3)5.1.3通用试验条件 (3)5.2继电器外观、尺寸、引出端功能定义和称重 (4)5.2.1外观 (4)5.2.2尺寸 (4)5.2.3继电器引出端功能定义 (8)5.2.4插座要求 (14)5.2.5称重 (14)5.3基本电性能 (15)5.3.1等效线圈电阻 (15)5.3.2动作和释放电压 (15)5.3.3衔铁闭合电压 (16)5.3.4触点电压降 (16)5.3.5动作、释放及回跳时间 (17)5.3.6耐电压 (17)5.3.7绝缘电阻 (18)5.4阻燃性能 (18)5.4.1要求 (18)5.4.2试验方法 (18)5.5电压瞬态发射（适用于有瞬态抑制器件的继电器） (18)5.5.1要求 (18)5.5.2试验方法 (18)5.6线圈过电压 (18)5.6.1长时过电压 (18)5.6.2短时过电压 (19)5.7触点过负载 (19)5.7.1要求 (19)5.7.2试验方法 (19)5.8温升 (19)5.8.1要求 (20)5.8.2试验方法 (20)5.9耐温性能 (20)5.9.1低温贮存 (20)5.9.2高温贮存 (21)5.9.3温度快速变化 (21)5.10温度/湿度组合循环 (21)5.10.1要求 (21)5.10.2试验方法 (22)5.11盐雾 (22)5.11.1要求 (22)5.11.2试验方法 (22)5.12防尘、防水 (22)5.12.1要求 (22)5.12.2试验方法 (22)5.13恒定湿热（适用于防护等级不低于IP6K7的继电器） (22)5.14化学负荷 (23)5.14.1要求 (23)5.14.2试验方法 (23)5.15随机振动 (23)5.15.1要求 (23)5.15.2试验方法 (23)5.16机械冲击 (25)5.16.1要求 (25)5.16.2试验方法 (25)5.17自由跌落 (25)5.17.1要求 (25)5.17.2试验方法 (25)5.18强度 (26)5.18.1外壳组装强度（适用于插入式继电器） (26)5.18.2外壳强度 (26)5.18.3引出端轴向强度 (26)5.18.4引出端弯曲强度 (27)5.18.5引出端与连接器连接强度（适用于带裙边或锁扣的继电器） (28)5.18.6安装件强度（适用于带安装件的继电器） (29)5.19可焊性（适用于印制板继电器） (29)5.19.1要求 (29)5.19.2试验方法 (30)5.20耐焊接热（适用于印制板继电器） (30)5.20.1要求 (30)5.20.2试验方法 (30)5.21热耐久性 (31)5.21.1要求 (31)5.21.2试验方法 (31)5.22电耐久性 (31)5.22.1要求 (31)5.22.2试验方法 (32)5.23机械耐久性 (34)5.23.1要求 (34)5.23.2试验方法 (34)5.24噪声 (35)6检验规则 (35)6.1合格文件和标记 (35)6.2出厂检验 (35)6.3型式检验 (35)6.3.1应进行型式检验的几种情况 (35)6.3.2抽样和分组 (36)6.3.3合格判定 (37)6.4周期检验 (37)7标志、包装、运输及贮存 (38)道路车辆电气电子开关器件继电器1范围本文件规定了道路车辆用继电器的术语和定义、分类、要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
车规元件的质量体系
指要满足车载等级要求的元器件，AEC-Q系列标准是行业公认的车器件认证标准。
AEC为美国汽车电子会是由通用、和克莱斯勒为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立，Q为Qualification的首字母，AEC-Q是AEC组织的车规元器件通用测试标准。
AEC成员包括主机厂OEM，零部件厂商Tire1和元器件厂商等，AEC-Q是一种自愿性认证，不存在官方认可一说，测试报告相当于一份元器件全面的“体检报告”。
NXP、TI、MPS等元器件供应商对元器件执行AEC-Q验证测试，然后自我宣称满足AEC要求，以提高产品竞争力和溢价能力。
Tire1选择并使用通过认证的器件，OEM和Tire1负责审核AEC-Q报告。
随着汽车电子功能的不断与日俱增，汽车电子芯片的革命与创新-系列一中提到的条件来做为车规级芯片与其他芯片的区别已明显不够。
因此奎芯科技在这篇文章中将着重介绍更多车规级芯片所特别需要的车规认证，以及如何在专属认证规范内提升车规级芯片的质量及可靠性。
车规级元器件标准
车规级元器件标准是针对汽车电子产品设计和制造的标准，它包括电子元器件的物理、电气、环境和可靠性等方面的要求。
该标准的实施可以确保汽车电子产品的质量和可靠性，提高产品的性能和安全性。
车规级元器件标准包括了许多细节和要求，如元器件的尺寸精度、电气特性、耐用性、可靠性测试方法等。
标准还规定了元器件应该符合的环境要求，如防尘、防水、耐高温和耐低温等。
此外，该标准还要求元器件应符合相关的安全标准和法规。
车规级元器件标准适用于汽车电子产品的设计、制造、测试和维护等环节。
它可以帮助汽车电子制造商提高产品质量和可靠性，降低产品故障率和维修成本，提高用户满意度。
同时，它也有助于促进整个汽车电子产业的发展和进步。
总之，车规级元器件标准是汽车电子产业的必备标准之一，它对于保障汽车电子产品的质量和可靠性具有重要意义。
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车规级IGBT简介演示汇报人：2023-12-12•IGBT简介•车规级IGBT•国内外IGBT发展现状及趋势目录•车规级IGBT的未来发展方向•车规级IGBT的挑战与对策•车规级IGBT的应用案例01 IGBT简介IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（IGFET）组成。
它兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，既可以作为高输入阻抗的MOS型器件，也可以作为低导通压降的GTR器件。
IGBT定义IGBT的工作原理是通过控制输入极MOSFET的栅极电压来控制开断，其结构中栅极电压决定了IGBT的通断。
当栅极电压为高电平时，MOSFET内的沟道形成，电子从源极流入，经过沟道到漏极，形成电流，IGBT导通。
当栅极电压为低电平时，MOSFET内的沟道消失，电子无法形成电流，IGBT关断。
IGBT工作原理IGBT被广泛应用于电力电子装置中，包括电动汽车、电力机车、新能源发电等领域。
在电力机车中，IGBT用于牵引和辅助电源系统。
在电动汽车中，IGBT用于驱动电机、电池管理和充电系统等。
在新能源发电领域，IGBT用于太阳能和风能发电系统中的逆变器、DC/DC 转换器和AC/DC转换器等。
IGBT主要应用领域02车规级IGBT车规级IGBT是一种半导体元器件，专为汽车应用而设计，具有高效能、高可靠性和高安全性。
背景随着新能源汽车市场的不断扩大，车规级IGBT的需求也日益增长。
这种元器件已成为电动汽车、混合动力汽车和燃油汽车等车辆中不可或缺的一部分。
车规级IGBT具有高效的电能转换能力，能够提高车辆的能源利用效率，从而增加续航里程。
高效能高可靠性高安全性车规级IGBT能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能表现，如高温、低温、高湿和颠簸等。
车规级IGBT的设计注重安全性能，能够在发生故障时快速切断电源，保护车辆和乘客的安全。
车规Foundry失效率标准主要是指在汽车电子领域中，针对Foundry（代工制造）生产的车规级集成电路芯片的失效率要求。
失效率是指芯片在规定的工作条件下，出现故障或失效的速率。
在车规领域，失效率是一个非常重要的性能指标，因为它关系到芯片在汽车系统中的可靠性和安全性。
AEC-Q系列认证是针对汽车电子元器件的通用试验标准，其中AEC-Q100、AEC-Q101和AEC-Q200是针对车规芯片的认证标准。
这些标准对失效率有严格的要求。
以AEC-Q100为例，它详细规定了测试程序和要求，包括环境压力加速测试、使用寿命模拟测试、封装组装整合测试等七大类41次测试。
通过这些测试，确保车规Foundry生产的芯片在规定的环境条件下具有足够的可靠性。
然而，具体的失效率标准可能会因Foundry、工艺制程、芯片类型等因素而有所不同。
一般来说，车规Foundry失效率标准要求在规定的测试条件下，失效率应低于某个特定的值，如10^(-3)/小时或10^(-4)/小时等。
在实际应用中，Foundry企业会根据客户需求和相关标准，制定相应的失效率要求。
车规级芯片的标准
一、生产线要求
一般的消费级芯片的生产，可以使用普通的芯片生产线生产，而车规级芯片需要有专门的车规生产线。
一般来说，圆晶厂会先开发消费级芯片工艺，再发展相应的车规级工艺。
二、可靠性标准
汽车芯片是汽车的核心元器件，汽车芯片是否可靠直接决定了汽车行驶时的稳定性和安全性，影响到驾驶员的生命安全。
所以车规级芯片的可靠性标准要比一般消费级芯片可靠性标准要求更高，用DPPM来描述汽车零部件的要求，消费芯片是小于500，而车规级芯片的标准则要求在0-10之间。
三、芯片的寿命长短要求
一般消费类电子产品的寿命在3-5年之间，而一辆汽车的寿命要求在十年以上。
所以车规级芯片和消费级芯片的寿命要求也不同，车规级芯片的寿命标准规定为15年，要求芯片能够稳定运行达到15年，相比一般消费级芯片要求严苛了不少。
四、环境温度要求
一般消费级芯片的环境温度在-20~60℃之间，而车规级芯片的环境温度要求在-40~85℃，而且车规级芯片的良率比消费级要求更为严格。
回答完毕。
以下资料由华碧实验室收集整理汽车电子元器件AEC-Q系列认证AEC的历史AEC是“Automotive Electronics Council：汽车电子协会”的简称。
1992年，GeraldServais会见了Jerry Jennings(克莱斯勒)，谈话内容包括在电子零件资格认证领域遇到的一些共同困难，提到了共同资格规格的概念，认为这是改善这种情况的一种可能办法。
在随后的JEDEC会议上，Servais讨论了与Robert Knoell(福特)的这种可能的合作。
这些初步讨论表明，这一概念可能是可行的。
Knoell先生和他的老板EarlFischer讨论了这个想法，并于1993年1月在DelcoElectronics召开了一次会议。
在这次会议上，讨论了各公司采用的各种资格认证办法。
它决定，共同资格规格的想法是可行的，并开始工作的Q100(集成电路的压力测试资格)不久。
在开发Q100期间，主要的IC供应商有机会对该文件进行评论。
在1994年6月于丹佛举行的一次会议上，向我们所有的IC供应商提交了最初的版本AECQ100。
AEC Founders from L-R Earl Fischer(Ford)，Gerald Servais(Delco Electronics-GM)，Jerry Jennings (Chrysler)，Robert Knoell(Ford)AEC-Q认证的概念克莱斯勒、福特和通用汽车为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立了汽车电子委员会(AEC)，是主要汽车制造商与美国的主要部件制造商汇聚一起成立的、以车载电子部件的可靠性以及认定标准的规格化为目的的团体，AEC 建立了质量控制的标准。
同时，由于符合AEC规范的零部件均可被上述三家车厂同时采用，促进了零部件制造商交换其产品特性数据的意愿，并推动了汽车零件通用性的实施，为汽车零部件市场的快速成长打下基础。
主要的汽车电子成员有：Autoliv（奥托立夫）,Continental（大陆）,Delphi（德尔福）,Johnson Controls （江森自控）和Visteon（伟世通）。
车规级pcba检验流程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：车规级PCBA检验流程是指针对汽车电子产品的PCBA（Printed Circuit Board Assembly）进行的一系列检测过程，以确保产品质量和稳定性。
在汽车电子领域，PCBA的质量和可靠性是至关重要的，因为一旦出现问题可能会导致车辆故障，甚至危及行车安全。
严格的检验流程是确保汽车电子产品质量的重要保障。
一般来说，车规级PCBA检验流程包括外观检查、功能测试、性能测试和可靠性测试等环节。
下面将详细介绍这些环节的具体内容及流程：1. 外观检查：外观检查是检验PCBA外观是否完整、无损坏的第一个环节。
在外观检查中，检验员会检查PCBA的焊接、元件安装、线路连接等情况，确保不存在短路、虚焊、漏焊等问题。
也会检查PCBA的印刷标识、防护涂层等是否完整，以保证产品的美观和耐用性。
2. 功能测试：功能测试是检验PCBA功能正常性的关键环节。
在功能测试中，会根据产品的设计要求对PCBA进行各种功能性的测试，如输入输出端口测试、通信接口测试、传感器测试等。
通过功能测试可以验证PCBA的各项功能是否符合设计要求，以确保产品性能稳定可靠。
4. 可靠性测试：可靠性测试是检验PCBA长期稳定性和耐久性的关键环节。
在可靠性测试中，会进行各种环境和负载条件下的测试，如高温老化测试、低温冷冻测试、震动振动测试等。
通过可靠性测试可以评估PCBA在各种恶劣环境下的耐受能力，从而保证产品在长期使用过程中不会出现故障。
车规级PCBA检验流程通过对PCBA外观、功能、性能和可靠性等多个方面的检测，确保产品在设计要求和使用环境下的稳定性和可靠性。
只有经过严格的检验流程，汽车电子产品才能确保质量，从而保障行车安全和驾驶者的生命安全。
第二篇示例：车规级PCBA检验流程是指用于检验车规级（Automotive Grade）电路板组装（PCBA）质量的一套系统化流程。
在汽车电子领域，PCBA 的质量直接影响着汽车电子产品的可靠性和稳定性，因此PCBA检验流程尤为重要。
汽车电子产品的价格普遍比较贵，其中的主要原因之一就是使用了车规级的电子元件，但什么样的电子元件才是车规级的器件呢？
一、电子元件在汽车上和一般消费电子的应用差异
环境要求
温度：汽车电子对元件的工作温度要求比较宽，根据不同的安装位置等有不同的需求，但一般都要高于民用产品的要求（据说 AEC Q100 在 H 版中删除了 0℃-70℃这档温度的要求，因为没有哪个汽车产品要求可以这么低）。
举例：
•发动机周边：-40℃-150℃；
•乘客舱：-40℃-85℃；
•民用产品：0℃-70℃。
其它环境要求湿度，发霉，粉尘，水，EMC 以及有害气体侵蚀等等往往都高于消费电子产品要求。
振动，冲击
汽车在运动的环境中工作，会相关很多产品来说，遭遇更多的振动和冲击。
这种要求可能会比摆放在家里使用的产品要高很多。
可靠性
为了说明汽车对可靠性的要求，我来换个其它方式来说明一下：
1. 设计寿命：一般的汽车设计寿命都在 15 年 20 万公里左右，远大于消费电子产品寿命要
求。
2. 在相同的可靠性要求下，系统组成的部件和环节越多，对组成的部件的可靠性要求就越高。
目前车上的电子化程度已经非常高了，从动力总成到制动系统，都装配了大量的电子装置，每个装置里面又由很多的电子元件组成。
如果就简单的把它们看成串联关系，那么要保证整车达到相当的可靠性，对系统组成的每一个部分要求是非常高的，这也是为什么汽车零部件的要求经常是用 PPM（百万分之一）来描述。
一致性要求
现在的汽车已经进入到了一个大规模生产的阶段的，一款车 1 年可以生产数十万辆，所以这对产品质量的一致性要求就非常高了。
这在早些年对于半导体材料来说，是挺有挑战的。
毕竟生产半导体中的扩散等工艺的一致性是很难控制的，生产出来的产品性能易离散，早期只能依靠老化和筛选来完成，现在随着工艺的不断提高，一致性得到极大提高。
质量的一致性也是很多本地供应商和国际知名供应商的最大差异。
对于组成复杂的汽车产品来说，一致性差的元件导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的。
再来看几点其它的需求：
制造工艺
汽车产品制造工艺的要求，虽然汽车的零件也在不断的向小型化和轻量化发展，但相对消费产品来说，在体积和功耗上还相对可以放松，一般使用的封装较大，以保证有足够的机械强度并符合主要的汽车供应商的制造工艺。
产品生命周期
虽然近些年，汽车产品不断的降价，但汽车还是一个耐用的大件商品，必须要保持相当长的时间的售后配件的供应能力。
同时开发一个汽车零件需要投入大量的验证工作，更换元件带来的验证工作也是巨大的，所以整车制造企业和零部件供应商也需要维持较长时间的稳定供货。
标准
这样看来，满足汽车产品要求的确复杂，而且以上的要求是针对汽车零件的（对于电子元件来说就是系统了），如何去转换成电子元件的要求就变得很困难，为解决这个问题就自然有一些规范标准出现，比较得到公认的就是 AEC 的标准：
•AEC Q100 针对有源（Active Device）元件的要求
•AEC Q200 针对无源（Possive Device）元件的要求
当然我猜想很多人还会说，还有许多的整车厂的企业标准。
但这点我也想来说一下我的理解。
在我以前工作过的整车厂确实是有相关的一般可靠性要求的标准，但它考核的是一个完整的汽车组件(由电子元件构成的系统)，而非直接针对组成这些组件的电子元件的要求（电阻，电容，三极管，芯片等），虽然它的要求是可以用来参考对下级元件的选型，但作为电子元件测试等来说还是非常的不合适的。
车规的验证
在我以前的工作中，难免会使用到一些没有 AEC Q100/200 认证的电子元件，很多车厂的人员都会希望进行一些可靠性验证，来验证它是否满足车规要求。
而我个人的看法是，这种方法并不太有效，因为这些测试都只能是必要不充分测试。
只能用于否定该器件的可用性，而不能确定其可以使用。
原因很简单，样本数量太少测试的项目并不充分。
对于半导体这种大批量制造的元件，通过少量的样本的测试来确定其可靠性，个人认为是非常的不靠谱的，这里我们也可以来看看 AEC Q100 进行的主要认证测试项目，也就可以看出差别。
二、哪个标准要求高？
车规和工规，谁的要求高。
普遍的认为标准的高低顺序是军工 > 汽车 > 工业 > 消费电子。
但个人却不能完全接受这个顺序。
工业是个很宽的范围，也遇到的环境和可靠性需要也是差异巨大的。
可以想象得到比如一个大型工业设备的可靠性要求绝对不会比汽车要求低。
（比如一
个大型电厂的关键设备），而同时环境的苛刻度也可能会远超汽车的要求，并不能简单的说工规要求就比汽车低。
三、使用车规零件的坏处
任何选择都不可能只有好处没有坏处，使用车规电子元件有什么坏处呢？
首先就是贵，体系要求高，开发验证花费大，产量低导致成本高出消费电子一大截。
相对较高的门槛也使得存在较多的销售溢价。
其次的坏处就是选型困难。
玩电子的人都知道发展到今天，电子元件相当的丰富，做相同功能的产品可以有多种方案，复杂度可能差异巨大，但有时为达到车规的要求，不得不放弃一些集成度高的方案。
还有一个比较明显的坏处就是某些产品技术落后，大量的验证工作影响到了新产品的上市速度，同时，芯片厂家一般的投放策略也是希望在消费电子市场上成熟后，才将该产品应用在到汽车市场上。
比如在 2013 年小编在开发的一款产品使用的 ARM Cortex A9 的处理器，当时在汽车市场已经基本上是最好的产品了，但消费市场上 ARM Cortex A57 的处理器并不稀奇。
四、使用非车规的电子元件在车上到底有多大的风险
这个问题得从多个方面来判断：
1.仅仅是没有得到相关的认证，但其实产品的性能和可靠性是满足要求的，并且也得到过大
量的应用验证。
如果属于这种情况风险相对较小。
2. 这点是很重要的一点，就是元件和系统的关系。
系统的性能和可靠性是由下一级的电子元件来构成的，所以在同样的设计下，使用非车规的元件产品肯定要差。
但好的设计，可以降低元件的性能要求，一个保护措施设计完善并能做到元件失效对系统影响轻微设计，就有可能使用非车规元件做出更好的产品。
由于当前技术工艺限制的影响，不是每种需要用在汽车上的电子元件都可以达到所谓的车规要求。
但为了实现汽车上的某些功能，就必须要用到这些元件。
这种情况可以分为两类：
a. 该功能的安全要求高，不能接受偏差
例子：紧急呼叫的 E-CALL 功能，为保证该功能，需要给设备安装上后备电池。
而该功能是涉及到生命安全的，按照某些公司的 ASILI（ISO26262）评级，要求达到 B 级。
而我们知道电池要做到 -40 度时保持高性能是很困难的。
所以有公司的解决方案就是在电池上包上加热电阻丝，在低温时加热它来保证性能，此时用单个元件的标准来看不合格，但作为
零件总成，就可以满足车厂的标准要求。
这也可以看出整车厂的企业标准和元器件标准之间的关系。
b. 该功能一般不涉及安全，可以考虑接受偏差
如娱乐系统的液晶屏。
在低温时可能显示的响应和光学性能都会下降。
但这种情况会被打部分工程人员接受下来。
3. 一些「胆大」心不细的人，出于某些想法，如降低成本，或者可以获得更好的性能，并仅想通过小数量的样本，在较短时间来进行验证其性能和可靠性，这种情况我只能说以后的事情靠人品了，谁都不清楚会发生什么。
