如何打造百分百可靠的車載電子元器件

對力特（Littelfuse）而言，汽車應用并非新市場，這家以保護器件起家的公司，在車用保險絲市場一直居于領先地位?！霸趥鹘y(tǒng)汽車保護領域，比如 保險盒里的保險絲，我們牢牢占據(jù)行業(yè)第一名位置。”力特電子業(yè)務部高級工程師戴泰初告訴與非網(wǎng)記者。

不過隨著汽車技術的發(fā)展，車載電子系統(tǒng)保護的概念早已不局限于汽車保險絲，從儀表盤到車燈，從動力總成系統(tǒng)到高級駕駛輔助，所有車載電子系統(tǒng)都需要保護器件，而且汽車行駛速度快，工作環(huán)境復雜，一旦電子系統(tǒng)失靈，后果十分嚴重。而各種保護措施就是確保電子系統(tǒng)不會失靈的最后一道防線，因此可以認為，保護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。

那么車載電子保護器件的可靠性如何保證，汽車電子系統(tǒng)的安全設計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，想進入汽車行業(yè)的供應商，其制造工廠除必須通過 ISO9001 以及 ISO14001 等標準，還需要通過一個汽車產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量體系標準 TS16949。具體圍繞 TS16969，還有很多內(nèi)容要做。他舉了一個例子，TS16969 中的生產(chǎn)件批準程序（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)件批準的一般要求，這是相當繁瑣的一項工作，但要進入汽車前裝市場，供應商的 PPAP 文件必須得到汽車廠商的認可。

其次，電子元器件進入前裝市場還需要通過 AEC-Q 的一系列標準。“針對不同的器件，例如 TVS 管、TVS 陣列、壓敏電阻和可恢復的高分子電阻 PPTC（Polymeric Positive Temperature Coefficient）等，都有相應的測試項目，與普通商業(yè)級產(chǎn)品測試相比，車載元器件標準 AEC-Q 的測試難度都會加強，例如高溫高濕、溫度沖擊、振動測試等，遠遠比普通元器件的測試標準要嚴苛?！?/p>

AEC-Q 標準可稱之為元器件合格性標準，此外針對電路保護元件的應用場景，例如靜電防護與電氣瞬變要求，都有一系列的國際標準，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)安全設計方面，戴泰初強調(diào)在設計早期將電路保護納入考慮非常重要，這是最有效可靠的安全設計理念，但不幸的是，在系統(tǒng)設計階段，電路保護設計往往被低估，甚至完全忽略。

“一定要在設計前期的時候，把電路保護考慮在內(nèi)，等功能實現(xiàn)完成再考慮保護就來不及了。”以靜電保護為例，現(xiàn)在汽車電子系統(tǒng)越來越復雜，用到的芯片越來越多，功能越來越強大，但芯片抗 ESD 能力并沒有多大變化，因此系統(tǒng)的防靜電設計就變得非常重要。如果實現(xiàn)防靜電設計考慮得不周全，產(chǎn)品被靜電損壞而失效的可能性就會大幅上升，即使在出廠前進行 ESD 檢驗發(fā)現(xiàn)了問題，修改設計也會影響到整個產(chǎn)品的量產(chǎn)時間，因為在設計后期加入的保護器件有可能導致整個 PCB 板重新布局布線，這將大幅延遲設計周期?！凹尤氡Ｗo器件會給電路造成哪些影響，是否會增加電路的損耗，到后期再考慮這些問題就已經(jīng)晚了，所以在早期的時候，就要對電路保護方案進行通盤考慮?！?/p>

據(jù)戴泰初介紹，近年來，力特在汽車電子領域的產(chǎn)品線一直在延伸，已經(jīng)從最擅長的電路保護產(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體的 TVS 管和車用點火 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，汽車應用市場顯然成為了力特未來的一個重點方向，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產(chǎn)品。