很難不為基本的被動元件感到一些同情。為什么呢?雖然像處理器、功率管理集成電路、離散功率器件和射頻元件這樣的有源器件受到設(shè)計師(和媒體)的關(guān)注,而這些謙遜的電阻器、電容器和磁性元件在比較中往往得到較少關(guān)注。它們被期望做好一件事,并在困難的環(huán)境中做好,并“離場”讓這些有源器件發(fā)光。
但是,系統(tǒng)的可靠性要求所有眾多的單個元件在整個溫度、振動甚至污染物的工作范圍內(nèi)“按規(guī)格”工作。因此,為了滿足汽車領(lǐng)域艱巨而嚴格的要求工程師和制造可靠的被動器件,除了要對電氣和機械細節(jié)進行適度關(guān)注外,還需要更多參與。
對于設(shè)計師來說,選擇汽車被動元件還需要考慮更多因素,而不僅僅是檢查其“合格性”。這還關(guān)系到“具備什么資質(zhì)?”的問題。并沒有單一的最低汽車標準;相反,該行業(yè)為車輛內(nèi)不同環(huán)境設(shè)定了不同的耐用程度來定義堅固性的級別。畢竟,發(fā)動機艙面臨的壓力情況與車廂環(huán)境有很大不同。
汽車被動器件的資質(zhì)以行業(yè)的AEC-Q200標準為起點(注意相關(guān)的Q100標準涉及集成電路,而Q101是針對離散半導(dǎo)體器件)。總體上有五個等級,其中四個等級涵蓋了相對溫和的車廂到更為惡劣的發(fā)動機艙環(huán)境的車輛使用情況。
[AEC是汽車電子委員會(Automotive Electronics Council)的一個行業(yè)組織,旨在推動汽車電子元器件可靠性或鑒定標準的標準化;成員包括主要的汽車制造商和主要的電子元件制造商。]
盡管操作溫度范圍是AEC-Q200標準所要求的關(guān)鍵耐久性參數(shù),但它并不是唯一的參數(shù)。其他定義的要求中還包括溫度循環(huán)、熱應(yīng)力、尺寸穩(wěn)定性、引腳強度、溶劑抵抗性、沖擊和振動、可焊性、可燃性和靜電放電等等。所有這些要求在滿足基本電氣性能規(guī)范的同時需要達到,簡而言之,獲得AEC-Q200級別x認可的“合格”的標簽并不容易。
因此,設(shè)計師需要管理兩個問題。
首先,他們必須小心不要在他們的BOM(物料清單)上“過度規(guī)格化”被動元件 - 在規(guī)定使用3級就足夠的情況下使用1級(發(fā)動機艙)會涉及成本和供應(yīng)可用性的問題。還存在著相反的擔(dān)憂,即確保供應(yīng)鏈(采購、庫存、生產(chǎn))不會由于人為錯誤、可用性或?qū)?jié)省資金的錯誤嘗試而替代較低性能等級的產(chǎn)品。
當發(fā)生這種被動元件降級的情況時,可能會產(chǎn)生多種不愉快的后果:意外的現(xiàn)場故障,指責(zé)(很多時候是錯誤和過早的),通常從設(shè)計團隊起開始,不知道出了什么問題以及是誰的錯,需要各種科學(xué)鑒定團隊進行嚴肅而耗時的“偵探”工作,編寫報告和行動計劃;甚至可能出現(xiàn)召回和訴訟(是的,這些事情是會發(fā)生的……)。
因此,教訓(xùn)很明確:要認真了解被動元件和其資質(zhì)的不同級別和具體要求,選擇正確的元件,在設(shè)計和資質(zhì)團隊指定的位置和用途上與供應(yīng)商密切合作,并確保實際使用。