如何打造百分百可靠的車(chē)載電子元器件

對力特（Littelfuse）而言，汽車(chē)應用并非新市場(chǎng)，這家以保護器件起家的公司，在車(chē)用保險絲市場(chǎng)一直居于領(lǐng)先地位。“在傳統汽車(chē)保護領(lǐng)域，比如 保險盒里的保險絲，我們牢牢占據行業(yè)第一名位置。”力特電子業(yè)務(wù)部高級工程師戴泰初告訴與非網(wǎng)記者。

不過(guò)隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，車(chē)載電子系統保護的概念早已不局限于汽車(chē)保險絲，從儀表盤(pán)到車(chē)燈，從動(dòng)力總成系統到高級駕駛輔助，所有車(chē)載電子系統都需要保護器件，而且汽車(chē)行駛速度快，工作環(huán)境復雜，一旦電子系統失靈，后果十分嚴重。而各種保護措施就是確保電子系統不會(huì )失靈的最后一道防線(xiàn)，因此可以認為，保護器件的可靠性就決定了汽車(chē)電子系統的可靠性，所以力特汽車(chē)電子商務(wù)副總裁兼總經(jīng)理Eyal Altman說(shuō)：力特汽車(chē)電子產(chǎn)品追求的是百分百的可靠性。

那么車(chē)載電子保護器件的可靠性如何保證，汽車(chē)電子系統的安全設計又需要注意哪些要素呢？

戴泰初表示，車(chē)規器件門(mén)檻非常高，想進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)的供應商，其制造工廠(chǎng)除必須通過(guò)ISO9001以及ISO14001等標準，還需要通過(guò)一個(gè)汽車(chē)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量體系標準TS16949。具體圍繞TS16969，還有很多內容要做。他舉了一個(gè)例子，TS16969中的生產(chǎn)件批準程序（Production Part Approval Process，簡(jiǎn)稱(chēng)PPAP）規定了包括生產(chǎn)件和散裝材料在內的生產(chǎn)件批準的一般要求，這是相當繁瑣的一項工作，但要進(jìn)入汽車(chē)前裝市場(chǎng)，供應商的PPAP文件必須得到汽車(chē)廠(chǎng)商的認可。

其次，電子元器件進(jìn)入前裝市場(chǎng)還需要通過(guò)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(chē)載元器件標準AEC-Q的測試難度都會(huì )加強，例如高溫高濕、溫度沖擊、振動(dòng)測試等，遠遠比普通元器件的測試標準要嚴苛。”

AEC-Q標準可稱(chēng)之為元器件合格性標準，此外針對電路保護元件的應用場(chǎng)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(jiàn)，打造車(chē)載電子系統的安全防線(xiàn)并非易事。

在車(chē)載電子系統安全設計方面，戴泰初強調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(shí)候，把電路保護考慮在內，等功能實(shí)現完成再考慮保護就來(lái)不及了。”以靜電保護為例，現在汽車(chē)電子系統越來(lái)越復雜，用到的芯片越來(lái)越多，功能越來(lái)越強大，但芯片抗ESD能力并沒(méi)有多大變化，因此系統的防靜電設計就變得非常重要。如果實(shí)現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(huì )大幅上升，即使在出廠(chǎng)前進(jìn)行ESD檢驗發(fā)現了問(wèn)題，修改設計也會(huì )影響到整個(gè)產(chǎn)品的量產(chǎn)時(shí)間，因為在設計后期加入的保護器件有可能導致整個(gè)PCB板重新布局布線(xiàn)，這將大幅延遲設計周期。“加入保護器件會(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(wèn)題就已經(jīng)晚了，所以在早期的時(shí)候，就要對電路保護方案進(jìn)行通盤(pán)考慮。”

據戴泰初介紹，近年來(lái)，力特在汽車(chē)電子領(lǐng)域的產(chǎn)品線(xiàn)一直在延伸，已經(jīng)從最擅長(cháng)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(chē)用點(diǎn)火IGBT以后，汽車(chē)產(chǎn)品線(xiàn)愈加豐富。力特也于該年新成立了汽車(chē)電子事業(yè)部，汽車(chē)應用市場(chǎng)顯然成為了力特未來(lái)的一個(gè)重點(diǎn)方向，就像Eyal Altman說(shuō)得一樣：汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正在面臨巨變，更多電子模塊被采用意味著(zhù)需要更多的保護產(chǎn)品。