Qualificació AEC-Q: un detall important sobre l'electrònica del vostre vehicle

Hi ha molts secrets amagats sota el capó d'un vehicle, i encara més amb la irrupció de l'electrònica també al sector de l'automoció. Abans els vehicles eren bàsicament metall, però ara el silici també ha arribat per quedar-s'hi, i fins i tot per substituir alguns elements clàssics. Per això, amb la dominació de l'electrònica, és important que coneguis què és la qualificació AEC per als xips del teu vehicle.

Aquí t'ho explicarem amb tot detall, i descobriràs coses força curioses que potser no sabies, com que l'electrònica per a vehicles no es tracta exactament igual que l'electrònica dedicada a altres finalitats…

Què és AEC?

AEC són les sigles d'Automotive Electronics Council. Es tracta d'una organització que va ser fundada originalment per les marques GM, Ford i Chrysler als anys 90. L'objectiu d'AEC era establir una sèrie d'estàndards comuns per a la qualificació de components dels vehicles, concretament els elèctrics.

Actualment, el comitè d'AEC vetlla per l'estandardització per establir uns mínims de fiabilitat i qualitat als components electrònics que seran destinats per a l'automoció, ja que si un dispositiu de consum com un televisor falla, no és tan perillós com que falli un component d'un vehicle que circula a gran velocitat i que podria acabar en tragèdia. Tingues en compte que l'electrònica actual controla molts aspectes del vehicle, molts tenen a veure amb la seguretat.

Perquè això sigui possible, han creat una sèrie d'equipaments de tests i models per garantir la vida d'aquests components electrònics, que no són exactament iguals que els de l'electrònica de consum, sinó que han de sobreviure més temps. Per exemple, mentre que canviem de telèfon intel·ligent o d'ordinador cada 2 o 3 anys, en molts casos, els vehicles estan fets per aguantar més. Sense anar més lluny, la indústria de l'automòbil alemanya exigeix ​​que els xips emprats als vehicles durin almenys 18 anys sense falles.

Actualment, no només s'han interessat per AEC i aquests estàndards de qualitat totes tres marques citades anteriorment, també ho han fet moltes altres que s'han unit a aquest consorci. Per citar algunes de les més importants, tenim Bosch, Bose Corporation, Continental Corporation, Dens International, Harman, John Deere Electronics Solutions, Magna Electronics, Magneti Marelli, etc. A més, també hi ha altres marques associades de la talla d'Aerospace, AMD, OSRAM, Analog Devices, Cirrus Logic, Global Foundries, Infineon, Intel, Lattice Semiconductor, Microxip, Micron Tech, NVIDIA, Nexperia, NXP, Qualcomm, Reneses, Samsung, SMIC, STMicroelectronics, TSMC, UMC, Western Digital, etc.

Qualificació AEC-Q estàndard

L'estàndard de qualificació d'AEC (AEC-Q), avalua els components elèctrics i electrònics a nivell tècnic per establir uns estàndards dús per a aplicacions automotrius. És a dir, perquè siguin aptes, els components electrònics han de complir l'estàndard de qualificació redactat per AEC en funció del tipus de component, i per això han de passar una sèrie de tests.

A més, hi ha diferents qualificacions AEC-Q numerades, ja que es classifiquen els components elèctrics en diferents tipus com els circuits integrats (xips), els semiconductors discrets, components passius, etc. I cadascun ha d'haver passat unes proves d'alt nivell d'estrès per veure si resisteix i són aptes per als vehicles.

Durant les proves es realitzaran diverses comprovacions, com el comportament HBM és a dir, (Human Body Model), per verificar que si les persones els toquen no es facin malbé fàcilment per l'electricitat estàtica que puguin tenir. També es fan proves CDM (Charge Device Model) de càrrega ESD (Electrostatic Discharge), també es fan proves MSL (Moisture Sensitivity Level) per comprovar la sensibilitat de l'empaquetat del circuit davant la humitat, .

Aquestes proves passaran per diversos nivells o etapes, amb diferents paràmetres que es van variant. Per exemple, la temperatura/HR en el cas de la comprovació d'humitat, o el voltatge a les proves ESD, etc. Tot sigui per la seguretat del conductor, els passatgers del vehicles i els vianants.

Abans de concloure aquesta secció, cal dir també que els empaquetats dels circuits també han d'indicar lus resultats de les proves AEC-Q i també anar acompanyats d'un informe dels resultats de la qualificació AEC a les diferents proves.

ACE-Q100 (Circuits integrats)

Una de les qualificacions AEC és l'AEC-Q100, destinada a comprovar com es comporten els circuits integrats (IC), és a dir, els xips que van integrats en alguns dels components dels vehicles. Aquesta qualificació farà proves d?estrès basades en mecanismes de falla. Si el xip passa les proves satisfactòriament obtindrà la qualificació, garantint un nivell de qualitat i fiabilitat que el fa apte per ser usat a la indústria de l'automòbil.

Entre les proves que es passen hi ha HBM, un model que es fa a nivell de carrosseria amb tensions màximes de fins a 2KV o superiors. També es fan a nivell de dispositiu, com la CDM amb tensions de 750V o superiors. Recorda que els xips són molt sensibles a les descàrregues electrostàtiques, especialment els que contenen memòria. Per descomptat, també hi haurà una prova del nivell de sensibilitat MSL, com ara:

Dins la qualificació AEC-Q100 se n'han creat diverses subproves que també hauries de conèixer, totes dedicades als circuits integrats, com:

• AEC-Q100 Rev H: prova d'esforç basada en el mecanisme de falla per a circuits integrats.
• AEC-Q100-001 Rev C: prova de cisallament d'unió del connector.
• AEC-Q100-002 Rev E: prova de descàrrega electrostàtica del model HBM.
• AEC-Q100-004 Rev D: prova d'enclavament de l'IC.
• AEC-Q100-005 Rev D1: prova de resistència a l'esborrat de la memòria no volàtil, és a dir, retenció de dades i vida operativa.
• AEC-Q100-007 Rev B: simulació de falles i qualificació de prova.
• AEC-Q100-008 Rev A: taxa de falles a la vida primerenca.
• AEC-Q100-009 Rev B: avaluació de la distribució elèctrica.
• AEC-Q100-010 Rev A: prova de tall de les boles de soldadura (BGA).
• AEC-Q100-011 Rev D: prova de descàrrega electrostàtica amb model CDM.
• AEC-Q100-012: confiabilitat per a sistemes de 12v.

AEC-Q101 (semiconductors discrets)

la prova AEC-Q101 és una prova per garantir que els semiconductors discrets resisteixen una sèrie de proves. És a dir, proves sobre components com els díodes, transistors, etc., que hi pugui haver en una placa de circuit imprès o PCB. En aquest cas, tenim proves com:

• AEC-Q101 Rev E: proves d'esforç basada en el mecanisme de falla per a semiconductors discrets.
• AEC-Q101-001 Rev A: prova de descàrrega electrostàtica basada en el model HBM.
• AEC-Q101-003 Rev A: prova de cisallament de la unió del conductor.
• AEC-Q101-004: miscel·lània de proves variades.
• AEC-Q101-005 Rev A: prova de descàrrega electrostàtica amb model CDM.
• AEC-Q101-006: fiabilitat del circuit en sistemes de 12V.

AEC-Q102 (semiconductors optoelectrònics)

Aquesta altra qualificació AEC-Q102 està destinada a provar altres semiconductors discrets, però en aquest cas és a els optoelectrònics, és a dir, els elements com podrien ser els díodes LED, els dispositius làser, com els LiDAR, entre d'altres. En aquests casos tenim les proves següents:

• AEC-Q102 Rev A: prova desforç basada en el mecanisme de falles.
• AEC-Q102-001: prova de rosada.
• AEC-Q102-002: prova de flexió de la placa PCB.
• AEC-Q102-003: proves per als OE-MCM, és a dir, els mòduls amb multixip optoelectrònics.

AEC-Q103 (sensors)

La AEC-Q103 és una qualificació AEC destinada a comprovar la qualitat i fiabilitat dels sensors MEMS que pugui tenir un vehicle, des dels de temperatura, pressió, distància/proximitat, cabal, etc. Per això es realitzen dues proves elementals:

• AEC-Q103-002: és una prova d'esforç basada en mecanisme de falla per a sensors de pressió microelectrònics.
• AEC-Q103-003: prova d'estrès per al micròfon.

AEC-Q104 (MCM)

D'altra banda hi ha la AEC-Q104, que és la qualificació AEC per comprovar la resistència a l'esforç basada en mecanisme de falles per als MCM, és a dir, per als Multi-Chip Module, el que ara anomenen xiplets, on hi ha diversos xips en un mateix empaquetat. En aquest cas només es fa una prova d'esforç anomenada AEC-Q104. I està en una etapa inicial, ja que els MCM s'estan fent servir més actualment…

AEC-Q200 (components passius)

La següent de la llista de proves per a la qualificació AEC és la AEC-Q200, que està destinada a fer proves d'estrès en components passius. És a dir, això comprovarà elements electrònics elementals com ara resistències, bobines, condensadors, transformadors, fusibles, etc. Per realitzar aquestes proves, AEC es basa en els tests següents:

• AEC-Q200 Rev D: prova per a qualificació d'estrès per a components passius.
• AEC-Q200-001 Rev B: prova de retard.
• AEC-Q200-002 Rev B: prova de descàrrega electrostàtica amb model HBM.
• AEC-Q200-003 Rev B: prova de càrrega de biga per comprovar la resistència al trencament.
• AEC-Q200-004 Rev A: procediment de mesura per a fusibles reiniciables.
• AEC-Q200-005 Rev A: prova de força de la unió terminal/PCB.
• AEC-Q200-006 Rev A: resistència del terminal SMD, prova d'esforç tallant.
• AEC-Q200-007 Rev A: prova de resistència als pics de tensió.

Ara ja coneixes les proves més elementals d'AEC, i per què els teus circuits impresos i integrats del vehicle haurien de tenir aquestes qualificacions…