什么失败在汽车电子价格标签了吗?——开云官网手机网页版入口《美国医学开云官网入口下载手机版会杂志》软件

编者按:这篇文章的高成本开发汽车电子最初发表时失败在这里在ElectronicDesign.com2019年6月5日,是由杰夫•丹诺参与汽车MOSFET产品营销开云足球app下载官网最新版英飞凌科技。

的价格标签在汽车设计中失败

汽车市场的安全性和可靠性的要求。作为他们的汽车更加依赖半导体功能和高安全性的特点时,零缺陷的概念获得速度。本文将研究严格质量要求的上下文中使用功率mosfet的增长。MOSFET设备包装是强调作为一个关键因素在实现零缺陷的目标。

今天,电子在一个典型的汽车的规模是惊人的日常用品相比,如手机和笔记本电脑。现代轿车和卡车可以运行100网络微处理器1.5亿行代码与成千上万的支持活动组件。

因为几乎所有汽车创新需要电子系统、半导体已经成为增长最快的组件在现代汽车中,汽车包含超过价值1000美元的半导体部件。¹电子系统控制所有安全性至关重要的功能,如发动机、变速器、转向、制动和电动马达。具有自动驾驶功能现在进入市场,将进一步增加复杂性以及灾难性的电子系统故障的风险。

汽车质量设了很高的标准

早期的汽车组件质量影响车辆安全的担忧是解决汽车电子委员会(AEC)的形成²Q100和Q101规范。建立了oem克莱斯勒、福特和德科电子、原子能委员会的目的是产生在汽车行业通用标准半导体的资格。

这些标准,以及与汽车工程师协会(SAE),联合电子设备工程委员会(电平),IEC / ISO与国际汽车专责小组(IATF)形式在汽车应用程序组件的基础需求。许多大的一级汽车制造商仍有保留意见的充分性标准和实施自己的客户特定需求(csr)组件。

原子能委员会Q101进化所需的标准

原子能委员会的一个特征“Q”的标准是,他们仅用于一次性资格测试的组件在几个类别(图1)。

1。原子能委员会Q标准用于一次性的资格测试组件。

例如,测试是严格定义为离散半导体,但这是样品质量和可靠性预测在实际服务而不是设置定义限制允许的领域失败。失败率是可接受的在老款汽车相对较少的电子元件可以完全不足与成千上万的组件在一辆汽车。

即使没有识别出缺陷的资格测试,没有保证的可靠性在典型环境条件−40到250°F。质量控制和组件可靠性的制造过程是留给制造商的内部质量体系。

典型的AEC-Q101资格测试使用77从每个部分的三个制造很多。这些测试定义时间或周期没有失败,代表很多宽容不合格品率在90%置信水平(LTPD) = 1%,或0.4%的最大缺陷在60%置信水平在生产测试。开云足球app下载官网最新版

这些数字是惊人的收益在批量生产和信号早期的产品故障率11适合(失败的10开云足球app下载官网最新版⁹小时)基于活化能的阿仑尼乌斯方程0.7 eV和55°C使用与175°C测试温度。卡方分布和置信水平60%。在上下文,如果典型的30000年汽车电子元件都有这种内在的失败率,车辆人口将平均故障间隔时间(MTBF)的三个月。

半导体制造商驱动向零缺陷

使用功率MOSFET车辆稳步上升,预计增加从每辆车平均不到80到2017年的大约140到2025年(图2)。未来电动汽车将包含大约400个MOSFET器件。场效应管用于动力系统、身体、安全和方便的应用程序,如发动机/变速器控制,配电,汽车自动刹车系统,动力提升式门和窗口。组件失败的这些应用程序可能导致固定,受伤,或者,在坏的情况下,的生命损失。

2。预计电力MOSFET使用车辆。(来源:英飞凌)

假设很多缺陷率电力mosfet的1%是被测试的残余率0.001%。这将是100倍比的LTPD Q101规范进行测试。这个10-DPM(缺陷每百万)失败率就意味着约700辆汽车每百万可能配备有缺陷的零件。据估计10亿+今天汽车在公路上,³潜在问题的规模再次明确。尽管1 DPM在一般市场应用程序视为一个世界级的目标,0.1 DPM前往零缺陷是预期的图在汽车应用中。

必须设计质量

达到最低的缺陷率,制造商必须有一个质量文化,包括整个产品开发和制造过程中,从初始概念到设计、生产和制造,最终测试和产品实现。开云足球app下载官网最新版人的中心目标,是完整的管理承诺和培训所有员工都是内部和外部审计来测量零缺陷的趋势。

一个卓越的程序,强调持续改进备份与有意义的指标必须到位。一个全面的数据表和特定的汽车设计规则驱动的产品设计和验证,验证计划,以确保符合客户的需求和期望。开云足球app下载官网最新版

英飞凌汽车场效应管的主要供应商,正在向零缺陷的产品:生产空闲率场效应管现在被证明是小于0.1 PPM,略低于2019年中期50磅。开云足球app下载官网最新版

他零缺陷趋势继续公司的采用无铅铜包使用内部船壳的剪辑。无铅场效应管的设计是为了满足相同的可靠性标准英飞凌的含铅产品,还提供更高的功率密度。开云足球app下载官网最新版斯托尔,TDSON-8(超级S08)和TSDSON-8 (S308)设备与技术表现出高leadless-package可靠性和较低的热阻,以及拥有一个小的足迹和功率密度高于与等效DPAK R_DS(上)。

无铅包框架有良好的可焊性和广泛的铁皮区域产生一个一流品质因数对芯片的比值R_DS(上)包阻力(图3)。分析了设备在每个包的最新技术(SFET4 / SFET5)。

相关:观看演示的Jama连接汽车解决方案开云官网手机网页版入口

3所示。无铅copper-clip终止收益率最低的阻力比芯片包。

copper-clip终止方法还利用最小电感降低电压过冲和优秀的EMI行为来提高鲁棒性在真实的应用程序中(图4)。

4所示。无铅copper-clip终止最低源和漏电感。

质量的另一个标志是MOSFET封装的能力遵守内部温度应力。英飞凌OptiMOS设备展示了能够承受任何分层后260°C预处理和1000年热循环(图5)。

5。英飞凌的场效应管显示预处理和温度循环后不分层。

过程控制和稳定质量的关键

高性能设计一文不值,没有生产过程控制系统,保持质量,稳定生产。开云足球app下载官网最新版先进的统计过程控制方法给实时监控等关键工艺参数的金属厚度和线宽,以及抵制涂层,它的线宽。即将离任的产品质量开云足球app下载官网最新版检查包括智能与趋势分析平均测试一部分的影响“局外人”,部分满足上下规范限制,但超出了预期结果的分布。

产量损失的各种制造过程分析使用统计本限制(SBL)异常高(低)数据。晶圆与模式识别是光学检查以确定“风险”死在缺陷发生的区域集群(好死,坏邻居)。

系统缺陷应确定,行业标准8 d(8纪律)解决问题的顺序调用,以防止复发与系统的推出所有位置和长期随访的预防措施(图6)。