光耦合器，簡稱光耦（Optocoupler，OC），以光為媒介來實現(xiàn)電信號傳輸?shù)钠骷?，一般由發(fā)光端的LED和受光端的光敏半導體管或者電阻共同構(gòu)成。因其具有體積小、絕緣性好、抗干擾能力強的優(yōu)勢，所以被廣泛應用于各種電路。

在車用領域，光耦也被大量使用在汽車電氣電子系統(tǒng)中，因此光耦也必須符合車規(guī)的可靠性要求方能進入汽車主機廠的供應商鏈條。換而言之，車用光耦需符合行業(yè)標準AEC-Q驗證要求。

圖1 光耦電路示意圖 （注：下文光敏半導體管均指受光端的組件。）

光耦適用的車規(guī)驗證標準

光耦的車規(guī)驗證的執(zhí)行標準一直未明確，業(yè)內(nèi)存在多種解讀。

在結(jié)構(gòu)上，光耦同時存在正向工作的LED（發(fā)光）器件和反向工作的光敏半導體管（受光），并非嚴格意義上的分立半導體器件，AEC-Q104首次提出多芯片模組（MCM）的概念，但其也明確指出不適用于含有AEC-Q102相關LED大類的組件。

從器件種類上看，AEC-Q101和AEC-Q102貼近其器件特性。2013版的AEC-Q101中同時能夠覆蓋正偏和反偏試驗，且該標準適用光電子器件，在2017年發(fā)布AEC-Q102版本后，光器件可依據(jù)該版本進行認證。2020年汽車電子發(fā)布了AEC-Q102的A版本，在版本中在適用范圍中明確提出光耦等光組件會在AEC-Q102-003中進一步細分。2021年汽車電子委員會順勢更新了AEC-Q101到E版本，在內(nèi)容上完全刪除了光類器件的描述以及相關環(huán)境應力和壽命試驗。

2022年底，新發(fā)布的AEC-Q102-003明確把光耦作為OE-MCM類型之一，正式確認了光耦使用的車規(guī)標準為AEC-Q102-003。

圖2 AEC-Q102-003適用OE-MCM中的分類B（來源：AEC - Q102-003 – REV August 28, 2022）

表1 AEC-Q101和AEC-Q102中關于“光”的描述

那么AEC-Q101與AEC-Q102有什么異同呢？一起來看下：

AEC-Q102較AEC-Q101增加的項目如下：

振動、沖擊

VVF變頻振動試驗，試驗條件：在20～100Hz頻率范圍內(nèi)，位移幅值（峰-峰值）1.5mm；在100Hz～2kHz頻率范圍內(nèi)，加速度200m/s2。MS機械沖擊，試驗條件：X、Y、Z三個垂直軸的六個方向上各施加5次沖擊（共30次），半正弦脈沖，持續(xù)時間0.5ms，峰值加速度1500g's

脈沖工作壽命PLT

脈寬100 μs,占空比3%

凝露DEW

溫度循環(huán)范圍為30～65℃，在65℃保持4～8 h，轉(zhuǎn)換時間為2～4 h，RH=90～98%以規(guī)格書中的最小驅(qū)動電流保持1008 h。若規(guī)格書中未定義額定最小電流，可選定一個驅(qū)動電流，其值不能使Tjunction的溫度上升幅度超過3K。

硫化氫和混合氣體腐蝕

H2S硫化氫腐蝕在溫度40℃和濕度90%RH的條件下保持336小時，H2S的濃度為15×10-6FMG混合氣體腐蝕在溫度25℃和濕度75%RH條件下保持500小時，氣體濃度如下：H2S濃度：10×10-9SO2濃度：200×10-9NO2濃度：200×10-9Cl2濃度：10×10-9

那AEC-Q102與AEC-Q101有哪些相同點呢？

AEC-Q102與AEC-Q101很多方面的要求是相同的，具體如下：

只有通過AEC-Q規(guī)定相應的全部測試項目，才能聲稱該產(chǎn)品通過了AEC-Q認證；

供應商經(jīng)用戶同意可以使得樣本量和測試條件低于AEC-Q要求，但這種情況不能認為通過AEC-Q認證；

對于ESD，允許供應商聲稱該產(chǎn)品通過相應等級的AEC-Q，如“AEC-Q102 qualified to ESD H1B”；

通用數(shù)據(jù)：

?為簡化認證和重新認證的過程，鼓勵使用通用數(shù)據(jù)

?通用數(shù)據(jù)必須基于相同工藝、材料、地點等

?PV和ESD必須實測，不能使用通用數(shù)據(jù)

?用戶具有是否接受通用數(shù)據(jù)替代特定實測數(shù)據(jù)的最終決定權(quán)

優(yōu)先級要求：當文件要求有沖突時，遵循下述順序：采購訂單》特別商定的產(chǎn)品要求》AEC-Q要求》AEC-Q引用的參考標準要求》供應商的產(chǎn)品規(guī)格書

所有認證樣品需從生產(chǎn)基地（批產(chǎn)地）加工制造

任何器件的改變影響到或可能影響到器件的構(gòu)成、安裝、功能、質(zhì)量和可靠性時，要進行重新認證

對于每一次認證，供應商都必須向用戶提供設計、結(jié)構(gòu)和認證的證書（CDCQ）

AEC-Q102與AEC-Q101需執(zhí)行的相同項目，具體如下：
?預處理?外觀檢查?參數(shù)驗證?ESD?物理尺寸檢查?端子強度?耐焊接熱?可焊性?綁線拉力?焊點推力?芯片剪切力?無鉛要求

華碧實驗室車規(guī)電子檢測認證

華碧實驗室是國內(nèi)領先的集檢測、鑒定、認證和研發(fā)為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實驗室，目前已成功協(xié)助300多家電子元器件企業(yè)制定相對應的AECQ驗證步驟與實驗方法，并順利通過AEC-Q系列認證。

華碧實驗室提供專業(yè)的電子元器件完整分析服務，幫助廠商快速找到失效問題點并提供解決方案，通過AEC-Q測試標準把控良率，消除制造商和采購商之間的誤解，促進產(chǎn)品的可交換性和改機，推動半導體產(chǎn)業(yè)取得新的技術突破與發(fā)展。

審核編輯：湯梓紅