如何打造百分百可靠的車載電子元器件

對力特（Littelfuse）而言，汽車應(yīng)用并非新市場，這家以保護(hù)器件起家的公司，在車用保險(xiǎn)絲市場一直居于領(lǐng)先地位。“在傳統(tǒng)汽車保護(hù)領(lǐng)域，比如 保險(xiǎn)盒里的保險(xiǎn)絲，我們牢牢占據(jù)行業(yè)第一名位置?！绷μ仉娮訕I(yè)務(wù)部高級工程師戴泰初告訴與非網(wǎng)記者。

不過隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，車載電子系統(tǒng)保護(hù)的概念早已不局限于汽車保險(xiǎn)絲，從儀表盤到車燈，從動(dòng)力總成系統(tǒng)到高級駕駛輔助，所有車載電子系統(tǒng)都需要保護(hù)器件，而且汽車行駛速度快，工作環(huán)境復(fù)雜，一旦電子系統(tǒng)失靈，后果十分嚴(yán)重。而各種保護(hù)措施就是確保電子系統(tǒng)不會(huì)失靈的最后一道防線，因此可以認(rèn)為，保護(hù)器件的可靠性就決定了汽車電子系統(tǒng)的可靠性，所以力特汽車電子商務(wù)副總裁兼總經(jīng)理 Eyal Altman 說：力特汽車電子產(chǎn)品追求的是百分百的可靠性。

那么車載電子保護(hù)器件的可靠性如何保證，汽車電子系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)又需要注意哪些要素呢？

戴泰初表示，車規(guī)器件門檻非常高，想進(jìn)入汽車行業(yè)的供應(yīng)商，其制造工廠除必須通過 ISO9001 以及 ISO14001 等標(biāo)準(zhǔn)，還需要通過一個(gè)汽車產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn) TS16949。具體圍繞 TS16969，還有很多內(nèi)容要做。他舉了一個(gè)例子，TS16969 中的生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序（Production Part Approval Process，簡稱 PPAP）規(guī)定了包括生產(chǎn)件和散裝材料在內(nèi)的生產(chǎn)件批準(zhǔn)的一般要求，這是相當(dāng)繁瑣的一項(xiàng)工作，但要進(jìn)入汽車前裝市場，供應(yīng)商的 PPAP 文件必須得到汽車廠商的認(rèn)可。

其次，電子元器件進(jìn)入前裝市場還需要通過 AEC-Q 的一系列標(biāo)準(zhǔn)?！搬槍Σ煌钠骷?TVS 管、TVS 陣列、壓敏電阻和可恢復(fù)的高分子電阻 PPTC（Polymeric Positive Temperature Coefficient）等，都有相應(yīng)的測試項(xiàng)目，與普通商業(yè)級產(chǎn)品測試相比，車載元器件標(biāo)準(zhǔn) AEC-Q 的測試難度都會(huì)加強(qiáng)，例如高溫高濕、溫度沖擊、振動(dòng)測試等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比普通元器件的測試標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)苛?！?/p>

AEC-Q 標(biāo)準(zhǔn)可稱之為元器件合格性標(biāo)準(zhǔn)，此外針對電路保護(hù)元件的應(yīng)用場景，例如靜電防護(hù)與電氣瞬變要求，都有一系列的國際標(biāo)準(zhǔn)，由上可見，打造車載電子系統(tǒng)的安全防線并非易事。

在車載電子系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)方面，戴泰初強(qiáng)調(diào)在設(shè)計(jì)早期將電路保護(hù)納入考慮非常重要，這是最有效可靠的安全設(shè)計(jì)理念，但不幸的是，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，電路保護(hù)設(shè)計(jì)往往被低估，甚至完全忽略。

“一定要在設(shè)計(jì)前期的時(shí)候，把電路保護(hù)考慮在內(nèi)，等功能實(shí)現(xiàn)完成再考慮保護(hù)就來不及了?！币造o電保護(hù)為例，現(xiàn)在汽車電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜，用到的芯片越來越多，功能越來越強(qiáng)大，但芯片抗 ESD 能力并沒有多大變化，因此系統(tǒng)的防靜電設(shè)計(jì)就變得非常重要。如果實(shí)現(xiàn)防靜電設(shè)計(jì)考慮得不周全，產(chǎn)品被靜電損壞而失效的可能性就會(huì)大幅上升，即使在出廠前進(jìn)行 ESD 檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了問題，修改設(shè)計(jì)也會(huì)影響到整個(gè)產(chǎn)品的量產(chǎn)時(shí)間，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)后期加入的保護(hù)器件有可能導(dǎo)致整個(gè) PCB 板重新布局布線，這將大幅延遲設(shè)計(jì)周期?！凹尤氡Ｗo(hù)器件會(huì)給電路造成哪些影響，是否會(huì)增加電路的損耗，到后期再考慮這些問題就已經(jīng)晚了，所以在早期的時(shí)候，就要對電路保護(hù)方案進(jìn)行通盤考慮?！?/p>

據(jù)戴泰初介紹，近年來，力特在汽車電子領(lǐng)域的產(chǎn)品線一直在延伸，已經(jīng)從最擅長的電路保護(hù)產(chǎn)品，延伸到功率控制和傳感器方面，在 2016 年收購了安森美半導(dǎo)體的 TVS 管和車用點(diǎn)火 IGBT 以后，汽車產(chǎn)品線愈加豐富。力特也于該年新成立了汽車電子事業(yè)部，汽車應(yīng)用市場顯然成為了力特未來的一個(gè)重點(diǎn)方向，就像 Eyal Altman 說得一樣：汽車產(chǎn)業(yè)正在面臨巨變，更多電子模塊被采用意味著需要更多的保護(hù)產(chǎn)品。