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AEC-Q102认证
AEC-Q102认证

【AEC-Q102】车规级光耦认证 发布时间:2023-12-07

一、什么是AEC-Q102?

目前多数汽车厂商使用的零部件都要求具备AEC-Q认证,AEC-Q认证是国际通用的车规元器件产品验证标准,通过AEC-Q认证意味着产品能够应用于汽车上。2020年4月6日,汽车电子委员会(Automotive Electronics Council,简称AEC)正式发布车用LED标准AEC-Q102-Rev A,用于代替2017年3月发布的AEC-Q102 REV标准,此规范主要为分立光电器件产品进入车用市场制定的判断标准,同时也是目前最新针对车用LED通用的国际标准,其中包含:可靠性、寿命、光电参数、各种条件应力测试等几十项检测项目。


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在AEC-Q102的基础上,2022年08月28日发布了AEC - Q102-003 – REV,本规范在根据AEC-Q104,规定OE-MCM的额外和详细要求。AEC - Q102-003是一项汽车行业标准,它规定了在汽车电子中使用的光电器件的可靠性和质量要求。

 

金鉴对新发布的AEC-Q102-003标准十分重视,并且在第一时间将其翻译并仔细研读。在该标准中提到了一种名为光电多芯片模块(OE-MCM)的概念,它是一种光电传感器,由多个光电元件组成,能够同时检测多个信号。这种模块通常用于汽车中的安全系统,例如自动驾驶、车道保持和自动刹车等。根据AEC - Q102-003标准,光电多芯片模块(OE-MCM)必须满足一系列测试要求,以确保其在汽车环境中的可靠性和稳定性。


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二、光电子多芯片模块的定义 (OE-MCMs)

有关多芯片模块的一般定义,OE-MCM由多个有源和/或无源子组件组成,包括至少一个光学子组件-组件互连,以在单个MCM封装内创建单个复杂电路用于直接连接到印刷电路板(例如通过焊接或胶粘)。单个子组件可以封装(例如,模制)和/或未封装(例如裸芯片),并被组合成单个封装,其构造使得出于规范、测试、合格、商业和维护的目的,该封装被认为是不可分割的。任何集成电路(组件)、分立半导体(组件)和无源电气组件或集成到OE-MCM封装中的光电子半导体(组件)表示为“OE-MCM的子组件”。

 

OE-MCM的主要目的是探测和发射光,但一些OE-MCM可能仅在内部使用光电功能(例如,金鉴目前正在进行认证测试的光耦合器和挡光板)。

 

如果OE-MCM至少包含一个IC,Q100测试应为超集的一部分。如果它包含至少一个分立半导体,所有Q101测试应作为超集的一部分。同样的方法适用于离散光电子器件(Q102)、MEM器件(Q103)、无源器件(Q200)和任何其他未来组件组,此处未提及。还应考虑H组的所有OE-MCM特定测试。


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三、AEC-Q102-003中将光电多芯片模块(OE-MCM)分成了六个型号,它们分别是:

OE-MCM A型: MCM封装包含不同系列的单独光电管芯(例如:用于功率/电流控制的接近传感器或带有光电二极管管芯的激光器)。


 OE-MCM B型: MCM封装包含单独的光电管芯(不同系列)和其他芯片,但没有光学输入和输出,只有电气(例如:光耦合器(有相关样品正在认证测试中)或光带LED和光电二极管管芯的屏障)。


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OE-MCM C型: MCM封装,带有单独的光电管芯和其他管芯(例如:金鉴正在进行认证测试的带集成控制器的RGB LED)。


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OE-MCM D型:MCM封装/PCB,带有不可分离连接的光电管芯和其他管芯(例如:矩阵前照灯功能的像素LED)。


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OE-MCM E型:封装有一个包含光电和其他线路的管芯。

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OE-MCM F型:带有光电和其他子组件的PCB/基板,不打算单独鉴定。用于直接连接到印刷电路板(例如:通过焊接或胶粘),并作为组件出售(例如:一些脉冲激光雷达激光模块)。

 

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四、在这些模块中,金鉴以OE-MCM B型以及C型为代表进行介绍:

1.OE-MCM B型

根据AEC-Q102-003的文件,我们可以得知光耦属于是OE-MCM B型的一种,恰巧金鉴正在进行光耦的相关认证,所以让我们以它为例子,了解一下什么是OE-MCN B型。                                                       


光耦合器(opticalcoupler equipment,英文缩写为OCEP)亦称光电隔离器光电耦合器,简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器红外线发光二极管LED受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”转换。

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其中,光耦又可以分为线性光耦与非线性光耦。


线性光耦通常用于需要精确测量光信号的应用中,如光电测量、光通信等。常见的线性光耦有TIA(Transimpedance Amplifier)型光耦和PIN(Positive Intrinsic Negative)型光耦等。它的电流传输特性曲线接近直线,小信号使性能较好,开关电源常用,适合传输模拟电信号,但其响应速度较慢,功能单一。


非线性光耦主要用于需要进行光电转换的应用中,如光控开关、光控电压调节器等。常见的非线性光耦有SCR(Silicon Controlled Rectifier)型光耦、TRIAC(Triode for Alternating Current)型光耦等。它具有功能多样、响应速度较快等特点,但其输出信号可能会出现非线性失真,抗干扰能力较差。


总的来说,线性光耦和非线性光耦的主要区别在于它们的输出信号与输入光信号之间的关系是否为线性关系。


在AEC-Q102标准中,线性光耦和非线性光耦的测试要求略有不同。


对于线性光耦,其测试主要包括电学和光学特性。电学测试通常包括测量电阻、电流和电压等参数,以评估其电性能指标。光学测试通常包括测量光功率、光响应时间和光谱响应等参数,以评估其光学性能指标。例如,在AEC-Q102标准中,对于线性光耦的测试项目包括静态电流放大倍数、电流传输比、光电转换效率、串扰、反向电容等,以评估其电学性能和光学性能。


对于非线性光耦,其测试主要包括电学、光学和热学特性。由于非线性光耦主要用于开关应用中,因此其电学测试主要关注开关时间、开关电压以及开通和关断时间等参数。光学测试通常包括测量输出光功率、光谱响应和封装透射率等参数,以评估其光学性能指标。此外,对于非线性光耦而言,还需要测试其热学性能指标,主要包括在高温环境下的电学和光学性能等。


在测试光耦的过程中,需要重点关注其光电转换的性能和参数,如光电传递率、响应时间、谱响应、姿态角度响应等。


五、在AEC-Q102标准中,对光耦进行测试时,一般需要测试以下几个项目:

1. 焊接耐久性:测试光耦在不同温度、湿度、震动等环境下的焊接可靠性;

2. 机械耐久性:测试光耦在不同温度、湿度、震动等环境下的机械可靠性,包括耐冲击、耐振动等;

3. 热老化:测试光耦在高温环境下的老化情况,包括光学性能、电学性能等;

4. 冷热冲击:测试光耦在不同温度下的冷热冲击可靠性;

5. 湿热老化:测试光耦在高温高湿环境下的老化情况,包括光学性能、电学性能等;

6. 光电性能:测试光耦的光电性能,包括响应时间、灵敏度、线性度等;

7. 机械尺寸:测试光耦的机械尺寸,包括外形尺寸、引脚间距等。

判断合格性:根据测试结果,需要依据相应的规范或标准来判断光耦的合格性和是否符合要求。


①OE-MCM C型

OE-MCM C型是一种光电多芯片模块,它包括红、绿、蓝三个颜色的LED和集成控制器组成的一个封装体(金鉴目前正在进行相关样品的认证测试)。


②OE-MCM C型具有以下特点

1. 高精度控制:OE-MCM C型可以通过数字信号控制,可以实现高精度的颜色和亮度控制,可以实现更加细致的光效和动画效果。

2. 多种颜色选择:OE-MCM C型可以实现多种颜色选择,可以通过调节R、G、B三个通道的亮度比例来实现不同的颜色,可以实现更加丰富的光效。

3. 灵活性强:OE-MCM C型可以通过串联的方式连接多个LED,可以实现更加复杂的光效和动画效果。

4. 易于控制:OE-MCM C型可以通过常见的单片机和控制器进行控制,可以方便地集成到各种电子产品中。

5. 集成度高:OE-MCM C型内置了驱动芯片,可以减少对外部电路的依赖,降低了设计难度和成本。


六、汽车电子产品为什么要进行AEC-Q102认证

要进入汽车领域,打入各一级(Tier1)汽车电子大厂供应链,必须取得两张门票,第一张是由北美汽车产业所推的AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(分立半导体器件)、AEC-Q102(分立光电子器件)、AEC-Q103(MEMS)、AEC-Q104(多芯片组件)、AEC-Q200(无源元件等)可靠性标准;第二张门票,则要符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准ISO/IATF 16949规范(Quality Management System)。


AEC-Q102是汽车行业中对光电器件可靠性和质量要求的标准。在汽车行业中,光电器件的可靠性和质量非常重要,因为它们被广泛应用于汽车的安全系统、照明系统、仪表盘等方面。


 

七、金鉴实验室AEC-Q102认证服务

金鉴的检测能力已经得到了CNAS的认可,拥有CMA、CNAS和国家级LED失效分析平台资质。可靠性CNAS认可项目有凝露试验、高温工作寿命、通电温度循环、温度循环、气体腐蚀、可焊性试验、变频振动、机械冲击、高温湿度工作寿命、高温高湿偏压测试、高温反向偏压、脉冲寿命试验、静电放电特性、可焊性、板弯曲、耐焊接热、恒定加速度、气密性等。


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八、金鉴实验室服务设备


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