汽车电子环境对靠性相关标准介绍.doc

汽车电子环境对靠性相关标准介绍1. 简介汽车的控制系统是以高端电子设备为基础，因此电子控制设备的可靠性对整车的可靠性起主导作用一般來说，使用环境会影响到电子设备和单元的耐久性以及操作性能因此，汽车电子元器件的环境可靠 性问题成为汽车可靠性的核心问题之一在开发设计的过程中，关键的问题就变为如何根据实际使用条件 來设计环境试验项目，以及如何在控制成本的同时维持实用性和性能要求本文主要介绍r汽车电子元器 件常用的环境可靠性测试标准，希望能起到抛砖引玉的效果2. 汽车零部件的使用环境汽车的使用环境比一般的消费电子要严酷很多，包括了温度、湿度、振动、雨水、耐老化性能、电压 波动以及电压冲击等因索，表I、表2和表3给出了不同部位的汽车电子的温度湿度和振动条件汽车电 子的可靠性要求也比普通消费电子的可靠性要求高很多,一般会高出一个共至两三个数就级表I汽车电子温度环境条件部位 Location最大温度前仪表板上部 Top of the front instrument paneli2or前仪表板底部 Bottom of the front instrument panel7I°C客舱地板 Passenger cabin floor105 °C后架 Rear deck117°C头枕 Headlining83 °C表2汽车电子湿度环境条件部位 Location最大湿度弓 1 擎舱(弓 I 擎附近)Engine compartment (around engine)38°C, 95%引擎舱(轮片)Engine compartment (dashboard)66°C, 80%坐椅 Passenger seats66°C, 80%侧门周 Around both side doors38°C, 95%仪表板前部 Around front dash panel38°C, 95%地板 Floor sheet66°C, 80%后架 Rear deck38°C, 95%行李箱Trunk38°C, 95%表3汽车电了振动环境条件振动源频率发动机转矩波动2〜10Hz离合器不正2 〜10Hz传动轴夹角10〜20Hz发动机转矩波动20-50HZ旋转失衡20 〜50HZ发动机转矩波动50 〜80HZ传动轴夹角50 〜80HZ发动机旋转惯性100 〜200HZ齿轮的啮合力400 -2000HZ3. 国际通用测试标准3.1 AEC系列标准上个世纪九十年代，克莱斯勒、福特和通用汽车为建立一套通用的零件资质及质量系统标准而设立了 汽车电子委员会（AEC）, AEC建立了质最控制的标淮。

AEC-Q-IOO芯片应力测试的认证规范是AEC的第一 个标准AEC-Q-IOO于1994年首次发表，山于符合AEC规范的零部件均可被上述三家车厂同时采用，促 进了冬部件制造商交换英产品特性数据的意愿,并推动了汽车冬件通用性的实施，使得AEC标准逐渐成为 汽车电子零部件的通用测试规范经过10多年的发展,AEC-Q-I00已经成为汽车电子系统的通用标准在 AEC-Q-IOO之后又陆续制定了针对离散组件的AEC-Q-10I和针对被动组件的AEC-Q-200等规范，以及 AEC-QOO1 /Q002/Q003/Q004 等指导性原则3.2 ISO 16750系列标准ISO 16750系列标准是国际标准化组织ISO瑕近几年推出的针对汽车电子的坏境可靠性标准，该标准 是欧系车常用的标准，并且逐渐被世界各国转化为国家标准，也逐渐被各企业标准所引用，成为应用比较 广泛的汽车电子的环境可靠性标准该系列标准包括五个部分：（I） ISO 16750-1总则，（2） ISO 16750-2 电气负载；（3） ISO 16750-3机械负载：（4） ISO 16750-4气候负载；（5） ISO 16750-5化学负载，各试 验项H则主要采用了国际电工协会（IEC）的相关环境试验标准，表4列出了 ISO 16750-4标准的试验项H 情况。

表4 ISO 16750-4试验项H试验项目试验方法试验条件低温贮存IEC 60068-2-1-40°C, 24 h低温工作Tmin, 24 h咼温贮存IEC 60068-2-285°C,48 h高温工作Tmax, 96 h温度步进20CC to Tmin to Tmax （步长:5 °C ）温度循环IEC 60068-2-14:Nb Na冰水冲击去离子水盐雾IEC 60068-2-52 KbIEC 60068-2-11 Ka交变湿热IEC 60068-2-30 Db,IEC 60068-2-38 Z/AD+55°C, 6个循环 或者Z/AD 10个循环恒定湿热IEC 60068-2-78 Cab21d混合气体腐蚀试验IEC 60068-2-60 Ke 方法 4IOd或者21d防尘防水ISO 20653最严酷为：IP6K9K3. 3 SAE相关标准介绍美国汽车工程师协会（SAE）很早就制定了汽车电子的环境可靠性标准，包括至今仍在广泛使用的SAE JI2I1汽车电气部件环境试验标准，SAEJI455汽车电气部件环境试验标准以及针对电动汽车电池的环境可 靠性标准SAE J2464电动汽车电池滥用试验和SAE J2380电动汽车电池的振动试验等一系列标准。

图I给 III Z SAE J2464的试验方法概要机械滥用试验冲击试验跌落试验刺穿试验翻滚试验挤压试验浸溃试验热昴滥用试验电滥用试验辐射热试验热稳定试验热绝缘破坏试验过热试验高温贮存试验热循环试验短路试验部分短路试验过充电试验过放电试验低温试验SAE J2464图1 SAE J2464试验项目3.4其他相关标准除了上述广泛使用的汽车电子的环境可靠性标准,还有一些针对电子电器部件的可靠性标准也经常被汽车电子行业采用，这些标准包括：1) MIL-STD-202电子零部件2) MIL-STD-750半导体部件3) MIL-STD-883微电路器件4) EIA-364 系列4. 主流车厂试验标准各汽车企业对电了零部件的要求都很高，一般都有自己的金业标准，跟国际标准或者协会标准等通用型标准相比，实验项目大同小异，但是严酷等级会比通用型的标准更高一些；另外，企业标准也往往有一些独特的试验项目表5给出了主流车厂的相关试验标准表5主流车厂环境可靠性测试标准汽车厂家相关标准大众(Volkswagen)VW 80101电气电子安装部件检测条件VW TL 226汽车内饰喷涂件技术要求通用(General Motors )GMW3172电气电子零部件环境可靠性分析设计以及验证程序要求GMN 10083塑料喷涂件内饰可靠性马自达(Mazda)MES PW67600电子器件技术要求福特(Ford)FLTM B1系列标准5. 发展动态5.1 ASAPSAE最近儿年提出了 ASAP (Accelerated Stress Assurance Plan)的概念，ASAP是一个高效电了产品设 计确认试验计划，着眼于利用失效(Physics of Failure)解决前面所提的问题，需要电学、机械学、软件学 和可靠性试验专家的共同努力。

ASAP是一种更有效的电子产品设计校验试验方案，强调在产品设计开发阶段校验产品强度，重点对 产品固有的薄弱环节进行试验：对样品数戢、试验周期和试验设备的要求较少，成本较低ASAP包括三 个阶段：分析、设计、校验(认证、耐久性)，图2给出了 ASAP的流程图目前，该标准还在研制中分析设计开发校验参数、检验试验认证耐久性软件校验EMC试验电路、热力、机械、可孟性等设计边际、强度等6DUT's3DUT's图2 ASAP 程图5.2 GEIA-STD-0009美国国防部(DoD)与工业界和政府电子与信息技术协会(GEIA)近两年密切合作制定了新的环境可靠性试验大纲标准：该标准参考了 MIL-STD-785^ IEEE 1332和SAE JA1OOO等可靠性大纲标准并于2008年8月正式发布该标准确立J'在产品和系统研制中提供最佳值和最小风险的最佳惯例规定措施步骤以便于在系统和设备的设计和生产中确保可靠性，并在使用中保持高的可靠性该标准包括一种研制、增长、生产和部署可靠系统的新方法，它主要包含以下四个可靠性目标：1) 理解客户/用户需求和约束条件：2) 可靠性设计和再设计；3) 生产可靠的系统/产品：4) 监控和评估用户的可靠性。

5. 3 Robustness Validation Standard近两年，SAE International» Japan SAE 以及 ZVEI, the German Electrical and Electronic ManufacturersfAssociation, AEC, Automotive Electronics Council .正在着力制定该标准，他们认为 AEC-Q-100 标准是 1994年制定的，己经不能适应现在技术发展形势和需要，因此需要新的技术标准因此，相关成员致力于Robustness Validation Standard.以替代AEC-Q-I00,其目标是提高可靠性，减少研发成本,缩短开发时间;其主要内容包括风险和机会评估，基于经验、失效机理以及应用的合格性评定机械滥用试验冲击试验跌落试验刺穿试验翻滚试验挤压试验浸渍试验热昴滥用试验电滥用试验 辐射热试验 热稳定试验 热绝缘破坏试验 过热试验 高温贮存试验热循环试验 短路试验 部分短路试验过充电试验 过放电试验 低温试验SAE J2464机械滥用试验冲击试验跌落试验刺穿试验翻滚试验挤压试验浸溃试验热最滥用试验电滥用试验辐射热试验热稳定试验热绝缘破坏试验过热试验高温贮存试验热循环试验短路试验部分短路试验过充电试验过放电试验低温试验SAE J2464汽车电子开发与其它电子产品有君很多不同的抱方.这甲夫缺介绍一下•具不同之处.汽车环境甜腹汽车怒涌足沙谀炎热的％倏也塑涌足北极圈寒冷气岐C根瓠汽车研究 的出的结论•乍身内瑕普遍的怙况是娈满足-40^低湿到85度高温的湿度范囘，次冬数情况卜 引缈附近滋度范囤为・40皮到125度•肚他地方如拙气匚:附近也叫能达到105 度左右。

髙浸注愆的杲，安装在轮毂上的盼小检测传感器的温度必须満足125®的条件，因为在山区连续下坡刹牟也刊能造成刹车过热这左与婆比桔通电子类产品温度范国 严祜很多我们 般使用空V的相对祁度来衝显空气中脊多少水蒸P打:RH% •定的怙况下，温度越鼠 水義汽含总也越融 对于汽车血子来说，郴対湿度从低于10%到搖近100%, 它渡満足所有的要求这是典型的II!界大部分堆区的气倏所决定的，妾満足热祁沟林气候和沙漠V朕，我们设计的陋子镇块带些在这些条件下正常工作，但是岛況廃会迫便 水蒸气进入橈块的部分元器件中'水分车辆的内饰大乡是I •燥，但兄我们还是耍关注一些内部赳域修椅下方是很nJO!水的・如果下雨・车子进水竽等：任何宜接呆谿。