如何打造百分百可靠的车载电子元器件

对力特（Littelfuse）而言，汽车应用并非新市场，这家以保护器件起家的公司，在车用保险丝市场一直居于领先地位。“在传统汽车保护领域，比如 保险盒里的保险丝，我们牢牢占据行业第一名位置。”力特电子业务部高级工程师戴泰初告诉与非网记者。

不过随着汽车技术的发展，车载电子系统保护的概念早已不局限于汽车保险丝，从仪表盘到车灯，从动力总成系统到高级驾驶辅助，所有车载电子系统都需要保护器件，而且汽车行驶速度快，工作环境复杂，一旦电子系统失灵，后果十分严重。而各种保护措施就是确保电子系统不会失灵的最后一道防线，因此可以认为，保护器件的可靠性就决定了汽车电子系统的可靠性，所以力特汽车电子商务副总裁兼总经理 Eyal Altman 说：力特汽车电子产品追求的是百分百的可靠性。

那么车载电子保护器件的可靠性如何保证，汽车电子系统的安全设计又需要注意哪些要素呢？

戴泰初表示，车规器件门槛非常高，想进入汽车行业的供应商，其制造工厂除必须通过 ISO9001 以及 ISO14001 等标准，还需要通过一个汽车产品生产质量体系标准 TS16949。具体围绕 TS16969，还有很多内容要做。他举了一个例子，TS16969 中的生产件批准程序（Production Part Approval Process，简称 PPAP）规定了包括生产件和散装材料在内的生产件批准的一般要求，这是相当繁琐的一项工作，但要进入汽车前装市场，供应商的 PPAP 文件必须得到汽车厂商的认可。

其次，电子元器件进入前装市场还需要通过 AEC-Q 的一系列标准。“针对不同的器件，例如 TVS 管、TVS 阵列、压敏电阻和可恢复的高分子电阻 PPTC（Polymeric Positive Temperature Coefficient）等，都有相应的测试项目，与普通商业级产品测试相比，车载元器件标准 AEC-Q 的测试难度都会加强，例如高温高湿、温度冲击、振动测试等，远远比普通元器件的测试标准要严苛。”

AEC-Q 标准可称之为元器件合格性标准，此外针对电路保护元件的应用场景，例如静电防护与电气瞬变要求，都有一系列的国际标准，由上可见，打造车载电子系统的安全防线并非易事。

在车载电子系统安全设计方面，戴泰初强调在设计早期将电路保护纳入考虑非常重要，这是最有效可靠的安全设计理念，但不幸的是，在系统设计阶段，电路保护设计往往被低估，甚至完全忽略。

“一定要在设计前期的时候，把电路保护考虑在内，等功能实现完成再考虑保护就来不及了。”以静电保护为例，现在汽车电子系统越来越复杂，用到的芯片越来越多，功能越来越强大，但芯片抗 ESD 能力并没有多大变化，因此系统的防静电设计就变得非常重要。如果实现防静电设计考虑得不周全，产品被静电损坏而失效的可能性就会大幅上升，即使在出厂前进行 ESD 检验发现了问题，修改设计也会影响到整个产品的量产时间，因为在设计后期加入的保护器件有可能导致整个 PCB 板重新布局布线，这将大幅延迟设计周期。“加入保护器件会给电路造成哪些影响，是否会增加电路的损耗，到后期再考虑这些问题就已经晚了，所以在早期的时候，就要对电路保护方案进行通盘考虑。”

据戴泰初介绍，近年来，力特在汽车电子领域的产品线一直在延伸，已经从最擅长的电路保护产品，延伸到功率控制和传感器方面，在 2016 年收购了安森美半导体的 TVS 管和车用点火 IGBT 以后，汽车产品线愈加丰富。力特也于该年新成立了汽车电子事业部，汽车应用市场显然成为了力特未来的一个重点方向，就像 Eyal Altman 说得一样：汽车产业正在面临巨变，更多电子模块被采用意味着需要更多的保护产品。