光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦（Optocoupler，OC），以光為媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)傳輸?shù)钠骷?，一般由發(fā)光端的LED和受光端的光敏半導(dǎo)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(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛應(yīng)用于各種電路。

在車用領(lǐng)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(jìn)入汽車主機(jī)廠的供應(yīng)商鏈條。換而言之，車用光耦需符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q驗(yàn)證要求。

圖1 光耦電路示意圖 （注：下文光敏半導(dǎo)體管均指受光端的組件。）

光耦適用的車規(guī)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)

光耦的車規(guī)驗(yàn)證的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)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(shí)存在正向工作的LED（發(fā)光）器件和反向工作的光敏半導(dǎo)體管（受光），并非嚴(yán)格意義上的分立半導(dǎo)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(guān)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(shí)能夠覆蓋正偏和反偏試驗(yàn)，且該標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行認(rèn)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(huì)在AEC-Q102-003中進(jìn)一步細(xì)分。2021年汽車電子委員會(huì)順勢(shì)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(guān)環(huán)境應(yīng)力和壽命試驗(yàn)。

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(rèn)了光耦使用的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)為AEC-Q102-003。

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

表1 AEC-Q101和AEC-Q102中關(guān)于“光”的描述

那么AEC-Q101與AEC-Q102有什么異同呢？一起來(lái)看下：

AEC-Q102較AEC-Q101增加的項(xiàng)目如下：

振動(dòng)、沖擊

VVF變頻振動(dòng)試驗(yàn)，試驗(yàn)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(jī)械沖擊，試驗(yàn)條件：X、Y、Z三個(gè)垂直軸的六個(gè)方向上各施加5次沖擊（共30次），半正弦脈沖，持續(xù)時(shí)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(shí)間為2～4 h，RH=90～98%以規(guī)格書中的最小驅(qū)動(dòng)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(gè)驅(qū)動(dòng)電流，其值不能使Tjunction的溫度上升幅度超過(guò)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(shí)，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(shí)，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(diǎn)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(guò)AEC-Q規(guī)定相應(yīng)的全部測(cè)試項(xiàng)目，才能聲稱該產(chǎn)品通過(guò)了AEC-Q認(rèn)證；

供應(yīng)商經(jīng)用戶同意可以使得樣本量和測(cè)試條件低于AEC-Q要求，但這種情況不能認(rèn)為通過(guò)AEC-Q認(rèn)證；

對(duì)于ESD，允許供應(yīng)商聲稱該產(chǎn)品通過(guò)相應(yīng)等級(jí)的AEC-Q，如“AEC-Q102 qualified to ESD H1B”；

通用數(shù)據(jù)：

?為簡(jiǎn)化認(rèn)證和重新認(rèn)證的過(guò)程，鼓勵(lì)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(diǎn)等

?PV和ESD必須實(shí)測(cè)，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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的最終決定權(quán)

優(yōu)先級(jí)要求：當(dāng)文件要求有沖突時(shí)，遵循下述順序：采購(gòu)訂單》特別商定的產(chǎn)品要求》AEC-Q要求》AEC-Q引用的參考標(biāo)準(zhǔn)要求》供應(yīng)商的產(chǎn)品規(guī)格書

所有認(rèn)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(shí)，要進(jìn)行重新認(rèn)證

對(duì)于每一次認(rèn)證，供應(yīng)商都必須向用戶提供設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和認(rèn)證的證書（CDCQ）

AEC-Q102與AEC-Q101需執(zhí)行的相同項(xiàng)目，具體如下：
?預(yù)處理?外觀檢查?參數(shù)驗(yàn)證?ESD?物理尺寸檢查?端子強(qiáng)度?耐焊接熱?可焊性?綁線拉力?焊點(diǎn)推力?芯片剪切力?無(wú)鉛要求

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審核編輯：湯梓紅