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村田電容代理商:確保汽車設計中被動元件的可靠性

時間:2023-11-27 09:39:40 作者:合通泰 點擊:

很難不為基本的被動元件感到一些同情。為什么呢?雖然像處理器、功率管理集成電路、離散功率器件和射頻元件這樣的有源器件受到設計師(和媒體)的關注,而這些謙遜的電阻器、電容器和磁性元件在比較中往往得到較少關注。它們被期望做好一件事,并在困難的環(huán)境中做好,并“離場”讓這些有源器件發(fā)光。

 

汽車中被動元件

但是,系統(tǒng)的可靠性要求所有眾多的單個元件在整個溫度、振動甚至污染物的工作范圍內“按規(guī)格”工作。因此,為了滿足汽車領域艱巨而嚴格的要求工程師和制造可靠的被動器件,除了要對電氣和機械細節(jié)進行適度關注外,還需要更多參與。

 

對于設計師來說,選擇汽車被動元件還需要考慮更多因素,而不僅僅是檢查其“合格性”。這還關系到“具備什么資質?”的問題。并沒有單一的最低汽車標準;相反,該行業(yè)為車輛內不同環(huán)境設定了不同的耐用程度來定義堅固性的級別。畢竟,發(fā)動機艙面臨的壓力情況與車廂環(huán)境有很大不同。

 

汽車被動器件的資質以行業(yè)的AEC-Q200標準為起點(注意相關的Q100標準涉及集成電路,而Q101是針對離散半導體器件)。總體上有五個等級,其中四個等級涵蓋了相對溫和的車廂到更為惡劣的發(fā)動機艙環(huán)境的車輛使用情況。

 

[AEC是汽車電子委員會(Automotive Electronics Council)的一個行業(yè)組織,旨在推動汽車電子元器件可靠性或鑒定標準的標準化;成員包括主要的汽車制造商和主要的電子元件制造商。]

 

盡管操作溫度范圍是AEC-Q200標準所要求的關鍵耐久性參數,但它并不是唯一的參數。其他定義的要求中還包括溫度循環(huán)、熱應力、尺寸穩(wěn)定性、引腳強度、溶劑抵抗性、沖擊和振動、可焊性、可燃性和靜電放電等等。所有這些要求在滿足基本電氣性能規(guī)范的同時需要達到,簡而言之,獲得AEC-Q200級別x認可的“合格”的標簽并不容易。

 

因此,設計師需要管理兩個問題。

 

首先,他們必須小心不要在他們的BOM(物料清單)上“過度規(guī)格化”被動元件 - 在規(guī)定使用3級就足夠的情況下使用1級(發(fā)動機艙)會涉及成本和供應可用性的問題。還存在著相反的擔憂,即確保供應鏈(采購、庫存、生產)不會由于人為錯誤、可用性或對節(jié)省資金的錯誤嘗試而替代較低性能等級的產品。

 

當發(fā)生這種被動元件降級的情況時,可能會產生多種不愉快的后果:意外的現場故障,指責(很多時候是錯誤和過早的),通常從設計團隊起開始,不知道出了什么問題以及是誰的錯,需要各種科學鑒定團隊進行嚴肅而耗時的“偵探”工作,編寫報告和行動計劃;甚至可能出現召回和訴訟(是的,這些事情是會發(fā)生的……)。

 

因此,教訓很明確:要認真了解被動元件和其資質的不同級別和具體要求,選擇正確的元件,在設計和資質團隊指定的位置和用途上與供應商密切合作,并確保實際使用。



 
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