廣義車規(guī)級電子元器件可靠性設(shè)計與開發(fā)實踐

前言
第1 章　汽車電子及其可靠性概述 1
1.1　汽車工業(yè)及汽車電子 1
1.1.1　汽車行業(yè)的特點 ..2
1.1.2　汽車電子電氣系統(tǒng) ..6
1.1.3　電氣化的趨勢 ..7
1.1.4　汽車電子技術(shù)的發(fā)展 ..8
1.2　汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈 9
1.2.1　汽車電子零部件 ..10
1.2.2　汽車電子元器件 ..15
1.3 　車規(guī)級芯片及元器件 21
1.3.1　車規(guī)級的定義 ..22
1.3.2　車規(guī)級的特點 ..25
1.4　汽車電子可靠性概論 26
1.4.1　可靠性理論 ..26
1.4.2　汽車的可靠性 ..29
1.4.3　汽車電子的可靠性 ..32
1.4.4　系統(tǒng)可靠性理念 ..34
1.4.5　廣義車規(guī)級 ..37
1.5　小結(jié) 43
第2 章　電子模塊的車載應(yīng)用 45
2.1　什么是ECU 46
2.2　如何設(shè)計一個ECU 47
2.2.1 設(shè)計要求 ..48
2.2.2 設(shè)計流程 ..48
2.3　電子模塊的車載應(yīng)用及生產(chǎn)要求 53
2.3.1 嚴(yán)苛的車輛內(nèi)外部環(huán)境..54
2.3.2　極其復(fù)雜的電氣及電磁環(huán)境 ..55
2.3.3 高可靠性及安全性要求..56
2.3.4 長壽命要求 ..59
2.3.5 低成本要求 ..61
2.3.6 生產(chǎn)制造可行性要求..61
2.3.7 批量一致性要求 ..62
2.4　電子模塊車載應(yīng)用條件 63
2.4.1　滿足車載應(yīng)用的條件..63
2.4.2　相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系及流程..63
2.4.3　設(shè)計的重要性 ..64
2.5　小結(jié) 66
第3 章　汽車電子模塊的外部環(huán)境 68
3.1　電子模塊的高低溫環(huán)境 69
3.2　防護(hù)相關(guān)的環(huán)境 71
3.2.1 濕度及鹽霧環(huán)境 ..71
3.2.2 防護(hù)等級 ..72
3.2.3 對電子模塊設(shè)計的要求..74
3.3　振動及機(jī)械沖擊 75
3.4　小結(jié) 77
第4 章　汽車電子模塊的電氣及電磁環(huán)境 78
4.1　車輛的供電方式 79
4.1.1 單線制供電 ..80
4.1.2 負(fù)極搭鐵設(shè)計 ..81
4.1.3　負(fù)極搭鐵帶來的問題：地漂移 ..83
4.2　蓄電池、發(fā)電機(jī)及DC/DC 85
4.2.1　蓄電池 ...86
4.2.2 發(fā)電機(jī)及調(diào)壓器 ..90
4.2.3　DC/DC 變換器 ..93
4.3　欠電壓、過電壓及反向電壓 94
4.3.1　低蓄電池電壓 ..95
4.3.2　高蓄電池電壓 ..97
4.3.3　反向電壓 ..100
4.3.4　電氣系統(tǒng)電壓狀態(tài)總結(jié) ..101
4.4　車輛負(fù)載及其應(yīng)用 102
4.4.1　負(fù)載類型 ..102
4.4.2　線束 ..111
4.4.3　長導(dǎo)線負(fù)載對地短路..113
4.4.4　負(fù)載供電及控制方式..114
4.4.5　負(fù)載電壓瞬降 ..116
4.5　車輛的電氣系統(tǒng) 117
4.5.1　電源分配及電路保護(hù)..118
4.5.2　低功耗考慮 ..119
4.5.3　可靠性及安全性考慮..122
4.6　電磁環(huán)境 126
4.6.1　干擾與抗干擾 ..126
4.6.2　輻射與傳導(dǎo) ..127
4.7　靜電放電 133
4.8　小結(jié) 135
第5 章 汽車電子模塊的車規(guī)級試驗 136
5.1　試驗標(biāo)準(zhǔn) 136
5.1.1　強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn) ..136
5.1.2　標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系 ..137
5.1.3　OEM 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) ..138
5.2　電子零部件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 139
5.2.1　環(huán)境相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn) ..140
5.2.2　EMC 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) ..141
5.3　試驗條件及樣品 146
5.3.1　試驗條件及功能狀態(tài)分級 ..146
5.3.2　樣品數(shù)量及測試流程圖 ..147
5.3.3　前期檢查 ..150
5.4　電氣相關(guān)試驗項目 151
5.5　氣候及機(jī)械相關(guān)試驗項目 158
5.5.1　溫濕度類試驗 ..158
5.5.2　防護(hù)類試驗 ..162
5.5.3　機(jī)械類試驗 ..162
5.6　EMC 相關(guān)試驗項目 163
5.7　壽命試驗 168
5.8　DV/PV 試驗 168
5.9　EOL 測試 169
5.10　小結(jié) 170
第6 章　AEC 標(biāo)準(zhǔn) 172
6.1　AEC 組織及標(biāo)準(zhǔn)簡介 172
6.1.1　AEC 的歷史 ..172
6.1.2　AEC 的會員 ..173
6.1.3　AEC 年度研討會 ..174
6.1.4　AEC 委員會與IATF 16949 標(biāo)準(zhǔn) ..175
6.1.5　AEC 會員及入會 ..176
6.1.6　OEM 與會員費 ..178
6.1.7　AEC 標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文件..179
6.1.8　AEC 認(rèn)證與證書 ..180
6.2　AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)：芯片 180
6.2.1　標(biāo)準(zhǔn)的范圍 ..181
6.2.2　芯片的溫度范圍 ..182
6.2.3　認(rèn)證家族與通用數(shù)據(jù)..182
6.2.4　測試樣品 ..183
6.2.5　測試流程圖 ..183
6.2.6　測試項目 ..186
6.2.7　器件變更的重新認(rèn)證..186
6.3　AEC-Q101 標(biāo)準(zhǔn)：分立半導(dǎo)體 187
6.4　AEC-Q200 標(biāo)準(zhǔn)：被動器件 188
6.5　AEC-Q102 標(biāo)準(zhǔn)：光電半導(dǎo)體 191
6.6　AEC-Q103 標(biāo)準(zhǔn)：MEMS 傳感器 192
6.7　AEC-Q104 標(biāo)準(zhǔn)：多芯片模塊 193
6.8　小結(jié) 196
第7 章　車規(guī)級電子元器件 197
7.1　車規(guī)級電子元器件概述 197
7.2　電子元器件的可靠性 203
7.2.1　浴盆曲線 ..204
7.2.2　早期失效問題 ..206
7.2.3　正常生命期失效問題..208
7.2.4　老化失效問題 ..211
7.3　AEC-Q004 汽車零缺陷框架 211
7.4　長期供貨問題 219
7.4.1　器件的生命周期 ..220
7.4.2　器件的變更 ..223
7.4.3　器件的停產(chǎn) ..225
7.5　車規(guī)級認(rèn)證與功能安全認(rèn)證 226
7.5.1　ISO 26262 的基本概念 ..227
7.5.2　功能安全流程認(rèn)證與產(chǎn)品認(rèn)證 ...229
7.5.3　功能安全認(rèn)證周期及費用 ..232
7.5.4　電子元器件的功能安全 ..233
7.5.5　車規(guī)級認(rèn)證與功能安全認(rèn)證 ...235
7.5.6　功能安全認(rèn)證產(chǎn)品的范圍 ..237
7.6　車規(guī)級認(rèn)證相關(guān)問題 239
7.7　車規(guī)級認(rèn)證測試與電子零部件測試 249
7.7.1　汽車電子模塊的測試標(biāo)準(zhǔn) ..249
7.7.2　電氣及氣候負(fù)荷相關(guān)試驗 ..250
7.7.3　機(jī)械及結(jié)構(gòu)材料