Calificación AEC-Q: un detalle importante sobre la electrónica de tu vehículo

Calificación AEC

Hay muchos secretos escondidos bajo el capó de un vehículo, y más aún con la irrupción de la electrónica también al sector de la automoción. Antes los vehículos eran básicamente metal, pero ahora el silicio también ha llegado para quedarse, e incluso para sustituir a algunos elementos clásicos. Por eso, con la dominación de la electrónica, es importante que conozcas qué es la calificación AEC para los chips de tu vehículo.

Aquí te lo vamos a explicar con todo detalle, y descubrirás cosas bastante curiosas que tal vez no sabías, como que la electrónica para vehículos no se trata exactamente igual que la electrónica dedicada para otros fines…

¿Qué es AEC?

calificación AEC

AEC son las siglas de Automotive Electronics Council. Se trata de una organización que fue fundada originalmente por las marcas GM, Ford y Chrysler en los años 90. El objetivo de AEC era establecer una serie de estándares comunes para la calificación de componentes de los vehículos, concretamente los eléctricos.

Actualmente, el comité de AEC vela por la estandarización para establecer unos mínimos de fiabilidad y calidad en los componentes electrónicos que van a ser destinados para la automoción, ya que si un dispositivo de consumo como un televisor falla, no resulta tan peligroso como que falle un componente de un vehículo que circula a gran velocidad y que podría terminar en tragedia. Ten en cuenta que la electrónica actual controla muchos aspectos del vehículo, muchos de ellos tienen que ver con la seguridad.

Para que esto sea posible, han creado una serie de equipamiento de tests y modelos para garantizar la vida de estos componentes electrónicos, que no son exactamente iguales que los de la electrónica de consumo, sino que tienen que sobrevivir más tiempo. Por ejemplo, mientras que cambiamos de smartphone o de ordenador cada 2 o 3 años, en muchos casos, los vehículos están hechos para aguantar más. Sin ir más lejos, la industria del automóvil alemana exige que los chips empleados en los vehículos duren al menos 18 años sin fallas.

Actualmente, no solo se han interesado por AEC y estos estándares de calidad las tres marcas citadas anteriormente, también lo han hecho muchas otras que se han unido a este consorcio. Por citar algunas de las más importantes, tenemos Bosch, Bose Corporation, Continental Corporation, Denso International, Harman, John Deere Electronics Solutions, Magna Electronics, Magneti Marelli, etc. Además, también existen otras marcas asociadas de la talla de Aerospace, AMD, OSRAM, Analog Devices, Cirrus Logic, Global Foundries, Infineon, Intel, Lattice Semiconductor, Microchip, Micron Tech, NVIDIA, Nexperia, NXP, Qualcomm, Renesas, Samsung, SMIC, STMicroelectronics, TSMC, UMC, Western Digital, etc.

Calificación AEC-Q estándar

Test electrónica

El estándar de calificación de AEC (AEC-Q), evalúa los componentes eléctricos y electrónicos a nivel técnico para establecer unos estándares de uso para aplicaciones automotrices. Es decir, para que sean aptos, los componentes electrónicos deben cumplir con el estándar de calificación redactado por AEC en función del tipo de componente, y para ello deben pasar una serie de tests.

Además, existen diferentes calificaciones AEC-Q numeradas, ya que se clasifican los componentes eléctricos en diferentes tipos como los circuitos integrados (chips), los semiconductores discretos, componentes pasivos, etc. Y cada uno de ellos tiene que haber pasado unas pruebas de alto nivel de estrés para ver si resiste y son aptos para los vehículos.

Durante las pruebas se realizarán varias comprobaciones, como el comportamiento HBM es decir, (Human Body Model), para verificar que si las personas los tocan no se dañen fácilmente por la electricidad estática que puedan tener. También se realizan pruebas CDM (Charge Device Model) de carga ESD (Electrostatic Discharge), también se hacen pruebas MSL (Moisture Sensitivity Level) para comprobar la sensibilidad del empaquetado del circuito ante la humedad, .

Estas pruebas pasarán por varios niveles o etapas, con diferentes parámetros que se van variando. Por ejemplo, la temperatura/HR en el caso de la comprobación de humedad, o el voltaje en las pruebas ESD, etc. Todo sea por la seguridad del conductor, los pasajeros del vehículos y peatones.

Antes de concluir esta sección, decir también que los empaquetados de los circuitos también deben indicar los resultados de las pruebas AEC-Q y también ir acompañados de un informe de los resultados de la calificación AEC en las diferentes pruebas.

ACE-Q100 (Circuitos integrados)

Una de las calificaciones AEC es la AEC-Q100, destinada a comprobar cómo se comportan los circuitos integrados (IC), es decir, los chips que van integrados en algunos de los componentes de los vehículos. Esta calificación hará pruebas de estrés basadas en mecanismos de falla. Si el chip pasa las pruebas satisfactoriamente obtendrá la calificación, garantizando un nivel de calidad y fiabilidad que lo hace apto para ser usado en la industria del automóvil.

Entre las pruebas que se pasan están HBM, un modelo que se hace a nivel de carrocería con tensiones máximas de hasta 2KV o superiores. También se realizan a nivel de dispositivo, como la CDM con tensiones de 750V o superiores. Recuerda que los chips son muy sensibles a las descargas electrostáticas, especialmente los que contienen memoria. Por supuesto, también habrá una prueba del nivel de sensibilidad MSL, como por ejemplo:

Calificación Rango de temperatura ambiente de funcionamiento
0 -40°C a +150°C
1 -40°C a +125°C
2 -40°C a +105°C
3 -40°C a +85°C

Dentro de la calificación AEC-Q100 se han creado varias sub-pruebas que también deberías conocer, todas ellas dedicadas a los circuitos integrados, como:

Rev son las distintas revisiones que han sufrido las pruebas a lo largo del tiempo para actualizarlas.
  • AEC-Q100 Rev H: prueba de esfuerzo basada en el mecanismo de falla para circuitos integrados.
  • AEC-Q100-001 Rev C: prueba de cizallamiento de unión del conector.
  • AEC-Q100-002 Rev E: prueba de descarga electrostática del modelo HBM.
  • AEC-Q100-004 Rev D: prueba de enclavamiento del IC.
  • AEC-Q100-005 Rev D1: prueba de resistencia al borrado de la memoria no volátil, es decir, retención de datos y vida operativa.
  • AEC-Q100-007 Rev B: simulación de fallas y calificación de prueba.
  • AEC-Q100-008 Rev A: tasa de fallas en la vida temprana.
  • AEC-Q100-009 Rev B: evaluación de la distribución eléctrica.
  • AEC-Q100-010 Rev A: prueba de corte de las bolas de soldadura (BGA).
  • AEC-Q100-011 Rev D: prueba de descarga electrostática con modelo CDM.
  • AEC-Q100-012: confiabilidad para sistemas de 12v.
Los que no tienen Rev son pruebas que están en etapas de inicio y aún no han necesitado una revisión.

AEC-Q101 (semiconductores discretos)

La prueba AEC-Q101 es una prueba para garantizar que los semiconductores discretos resisten a una serie de pruebas. Es decir, pruebas sobre componentes como los diodos, transistores, etc., que pueda haber en una placa de circuito impreso o PCB. En este caso, tenemos pruebas como:

  • AEC-Q101 Rev E: pruebas de esfuerzo basada en el mecanismo de falla para semiconductores discretos.
  • AEC-Q101-001 Rev A: prueba de descarga electrostática basada en el modelo HBM.
  • AEC-Q101-003 Rev A: prueba de cizallamiento de la unión del conductor.
  • AEC-Q101-004: miscelánea de pruebas variadas.
  • AEC-Q101-005 Rev A: prueba de descarga electrostática con modelo CDM.
  • AEC-Q101-006: fiabilidad del circuito en sistemas de 12V.

AEC-Q102 (semiconductores optoelectrónicos)

Esta otra calificación AEC-Q102 está destinada a probar a otros semiconductores discretos, pero en este caso es a los optoelectrónicos, es decir, los elementos como podrían ser los diodos LED, los dispositivos láser, como los LiDAR, entre otros. En estos casos tenemos las siguientes pruebas:

  • AEC-Q102 Rev A: prueba de esfuerzo basada en el mecanismo de fallas.
  • AEC-Q102-001: prueba de rocío.
  • AEC-Q102-002: prueba de flexión de la placa PCB.
  • AEC-Q102-003: pruebas para los OE-MCM, es decir, los módulos con multichip optoelectrónicos.

AEC-Q103 (sensores)

La AEC-Q103 es una calificación AEC destinada a comprobar la calidad y fiabilidad de los sensores MEMS que pueda tener un vehículo, desde los de temperatura, presión, distancia/proximidad, caudal, etc. Para ello se realizan dos pruebas elementales:

  • AEC-Q103-002: es una prueba de esfuerzo basada en mecanismo de falla para sensores de presión microelectrónicos.
  • AEC-Q103-003: prueba de estrés para el micrófono.

AEC-Q104 (MCM)

Por otro lado está la AEC-Q104, que es la calificación AEC para comprobar la resistencia al esfuerzo basada en mecanismo de fallas para los MCM, es decir, para los Multi-Chip Module, lo que ahora llaman chiplets, donde hay varios chips en un mismo empaquetado. En este caso solo se realiza una prueba de esfuerzo denominada AEC-Q104. Y está en una etapa inicial, ya que los MCM se están usando más en la actualidad…

AEC-Q200 (componentes pasivos)

La siguiente de la lista de pruebas para la calificación AEC es la AEC-Q200, que está destinada a realizar pruebas de estrés en componentes pasivos. Es decir, esto comprobará elementos electrónicos elementales tales como resistencias, bobinas, condensadores, transformadores, fusibles, etc. Para realizar estas pruebas, AEC se basa en los siguientes tests:

  • AEC-Q200 Rev D: prueba para calificación de estrés para componentes pasivos.
  • AEC-Q200-001 Rev B: prueba de retardo.
  • AEC-Q200-002 Rev B: prueba de descarga electrostática con modelo HBM.
  • AEC-Q200-003 Rev B: prueba de carga de viga para comprobar la resistencia a la rotura.
  • AEC-Q200-004 Rev A: procedimiento de medición para fusibles reiniciables.
  • AEC-Q200-005 Rev A: prueba de fuerza de la unión terminal/PCB.
  • AEC-Q200-006 Rev A: resistencia del terminal SMD, prueba de esfuerzo cortante.
  • AEC-Q200-007 Rev A: prueba de resistencia a los picos de tensión.

Ahora ya conoces las pruebas más elementales de AEC, y por qué tus circuitos impresos e integrados de tu vehículo deberían tener estas calificaciones…


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