什么是AEC-Q102

AEC-Q認證是現代汽車生產中不可或缺的一項認證標準。作為國際通用的車規元器件產品驗證標準，AEC-Q認證對汽車來說代表著通過嚴格的質量和可靠性標準驗證的汽車零部件，能夠確保其在嚴苛環境下的穩定性和安全性。這種認證確保了汽車制造商只使用經過驗證的高品質零部件，從而提高整車的性能和可靠性。通過AEC-Q認證的零部件能夠滿足汽車行駛過程中的各種挑戰，為駕駛員和乘客提供更安全、更可靠的行車體驗。

在眾多汽車零部件中，LED技術在車輛的照明和顯示系統中扮演著重要的角色。為了確保車用LED的質量和性能，汽車電子委員會于2020年4月6日正式發布了AEC-Q102-Rev A標準，取代了2017年3月發布的AEC-Q102 REV標準。

AEC-Q102-Rev A標準主要針對分立光電器件產品進行了制定。該標準定義了最低的應力測試要求和測試條件，以確保光電器件在車輛應用中具備足夠的可靠性和壽命。標準涵蓋了多個關鍵方面，包括光電參數、可靠性測試和各種條件應力測試等幾十項檢測項目。所有測試都是根據光電器件在車輛環境中可能遇到的嚴酷條件而設計的，旨在保護行車安全。

通過AEC-Q102-Rev A認證對于LED供應商來說至關重要。隨著LED在汽車應用中的廣泛應用，包括車燈照明、激光雷達、智能系統和盲點偵測等領域，越來越多的元件供應商紛紛進軍車用市場，并積極適應AEC-Q認證的要求。通過AEC-Q認證，供應商將能夠證明他們的產品在車電市場中具備高品質、可靠性和符合標準的特點，從而在該領域中取得競爭優勢。

綜上所述，AEC-Q認證對于汽車廠商和供應商來說都是至關重要的。通過這一認證，汽車零部件能夠在車輛中發揮準確可靠的作用，從而推動整個汽車產業向更高質量和更高安全性的方向邁進。

圖1:AEC-Q102-Rev A標準

什么是光耦

光耦合器亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。它是以光為媒介來傳輸電信號的器件，通常把發光器(紅外線發光二極管LED)與受光器(光敏半導體管)封裝在同一管殼內。當輸入端加電信號時發光器發出光線，受光器接受光線之后就產生光電流，從輸出端流出，從而實現了“電—光—電”轉換。

圖2:光耦的基本構成

其中，光耦又可以分為線性光耦與非線性光耦。線性光耦的輸出信號與輸入光信號成正比，即輸出信號的變化與輸入光信號的變化呈線性關系。而非線性光耦的輸出信號與輸入光信號之間的關系并不是線性的，可能會有一些非線性失真。

線性光耦通常用于需要精確測量光信號的應用中，如光電測量、光通信等。常見的線性光耦有TIA型光耦和PIN(Positive Intrinsic Negative)型光耦等。它的電流傳輸特性曲線接近直線，小信號使性能較好，開關電源常用，適合傳輸模擬電信號，但其響應速度較慢，功能單一。

非線性光耦主要用于需要進行光電轉換的應用中，如光控開關、光控電壓調節器等。常見的非線性光耦有SCR型光耦、TRIAC(Triode for Alternating Current)型光耦等。它具有功能多樣、響應速度較快等特點，但其輸出信號可能會出現非線性失真，抗干擾能力較差。

總的來說，線性光耦和非線性光耦的主要區別在于它們的輸出信號與輸入光信號之間的關系是否為線性關系。

光耦與AEC-Q認證的關系Q102

光耦在汽車中主要起到隔離不同電路、傳輸信號和抑制噪音的作用，提高系統穩定性和安全性。但是，光耦的車規驗證的執行標準一直未明確，業內存在多種解讀。

在結構上，光耦同時存在正向工作的LED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年發布AEC-Q102版本后，光器件可依據該版本進行認證。2020年汽車電子發布了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，在內容上完全刪除了光類器件的描述以及相關環境應力和壽命試驗。

2022年底，新發布的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標準為AEC-Q102-003。

標準	發布時間	相關內容	實施辦法	備注
AEC-Q101 D1版	2013年9月	涵蓋LED等光器件描述	可根據該標準實施光耦車規驗證，同時進行正偏和反偏應力試驗
AEC-Q102 首版	2017年3月	針對光的分立器件	可依據該標準實施光耦車規驗證，同時進行正偏和反偏應力試驗	該版本出現后，AEC-Q101已不再適用于光器件
AEC-Q102 A版	2020年4月	刪除“分立”描述；提出“光耦”等組件的相關描述	可依據該標準實施光耦車規驗證，同時進行正偏和反偏應力試驗
AEC-Q101 E版	2021年3月	刪除關于“LED等光器件”和正偏類的應力試驗	不再作為LED、光耦等車規驗證依據
AEC-Q102-003 首版	2022年8月	提出“光電MCM”的概念，光耦作為其中的類型	依據AEC-Q102-003完成驗證

表1:AEC-Q101和AEC-Q102中關于“光”的描述

AEC-Q102-003規范中，光耦屬于OE-MCM B型和其他芯片，但沒有光學輸入和輸出)。

圖3:OE-MCM中分類B的定義

在AEC-Q102標準中，線性光耦和非線性光耦的測試要求略有不同

對于線性光耦，其測試主要包括電學和光學特性。電學測試通常包括測量電阻、電流和電壓等參數，以評估其電性能指標。光學測試通常包括測量光功率、光響應時間和光譜響應等參數，以評估其光學性能指標。例如，在AEC-Q102標準中，對于線性光耦的測試項目包括靜態電流放大倍數、電流傳輸比、光電轉換效率、串擾、反向電容等，以評估其電學性能和光學性能。

對于非線性光耦，其測試主要包括電學、光學和熱學特性。由于非線性光耦主要用于開關應用中，因此其電學測試主要關注開關時間、開關電壓以及開通和關斷時間等參數。光學測試通常包括測量輸出光功率、光譜響應和封裝透射率等參數，以評估其光學性能指標。此外，對于非線性光耦而言，還需要測試其熱學性能指標，主要包括在高溫環境下的電學和光學性能等。

在AEC-Q102標準中，光耦進行測試需要以下性能指標

光電隔離性能:測試光耦器件在輸入端和輸出端之間的光電隔離效果，檢驗其隔離性能是否符合要求。

響應時間:測試光耦器件的響應時間，即輸入信號到達時，輸出信號的響應時間，通常要求響應時間盡可能快并且穩定。

線性度:測試光耦器件的線性度，即輸入光功率與輸出信號之間的線性關系，確保在一定范圍內輸出信號與輸入信號成線性關系。

動態范圍:測試光耦器件的動態范圍，即能夠處理的最大和最小輸入信號范圍，以及在不同輸入信號強度下輸出信號的穩定性。

隔離電壓:測試光耦器件能夠承受的最大隔離電壓，確保在工作環境中不會發生擊穿或其他安全問題。

為什么要進行AEC-Q認證

要進入汽車領域，打入各一級汽車電子大廠供應鏈，必須取得兩張門票，第一張是由北美汽車產業所推的AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(分立半導體器件)、AEC-Q102(分立光電子器件)、AEC-Q103(MEMS)、AEC-Q104(多芯片組件)、AEC-Q200(無源元件等)可靠性標準；第二張門票，則要符合零失效(Zero Defect)的供應鏈質量管理標準ISO/IATF 16949規范(Quality Management System)。

AEC-Q102的資格認證不但是LED企業進入汽車電子大廠供應鏈的第一張門票，也是同時可以向市場證明此系列器件十分耐用，認證的標準超出了消費電子和工業應用這些細分市場的質量要求，因而在消費電子及工業市場亦具有強大競爭力。

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規定相應的全部測試項目，才能聲稱該產品通過了AEC-Q認證；供應商經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品通過相應等級的AEC-Q，如“AEC-Q102 qualified to ESD H1B”；

AEC-Q102測試項目

各項參數測試:如光電性能測試、外觀、參數驗證、物理尺寸、熱阻等；

環境應力實驗:按照軍用電子器件環境適應性標準和汽車電子通用環境適應性標準，執行器件的應力實驗，如高溫工作、高溫反偏、高溫高濕工作、高溫高濕反偏、溫度循環、功率溫度循環、間歇工作壽命、低溫工作壽命、脈沖工作、振動、沖擊、氣密性、凝露、硫化氫、混合氣體等；

工藝質量評價:針對封裝、后續電子組裝工藝，以及使用可靠性進行的相應元器件工藝質量評價，如ESD、DPA、端子強度、耐焊接熱、可焊性、綁線拉力剪切力、芯片推力、晶須生長等；

圖4:AEC-Q102試驗流程圖

金鑒實驗室AEC-Q102認證服務

AEC-Q102的測試要求較高，金鑒在這方面有充足的設備以及豐富的經驗。金鑒實驗室擁有2000m2的可靠性實驗室，已為AEC-Q102車燈的測試、可靠性評價、認證做好了充足的準備。

金鑒實驗室的優勢

金鑒實驗室是一家專注于第三代半導體氮化鎵和碳化硅芯片和器件失效分析的新業態的科研檢測機構，具備國家認可及授權的CMA/CNAS資質，并是工信部認定的“國家中小企業公共服務示范平臺”，廣東省工信廳認定的“LED失效分析公共服務示范平臺”，廣州市中級人民法院司法鑒定專業委托機構。

金鑒現有3300平米的實驗室，下設分析測試中心、可靠性測試中心(1700平方米)，擁有CMA、CNAS和國家級LED失效分析平臺資質。金鑒實驗室建設了一條從芯片到封裝燈具的LED測試分析線，其LED失效分析業務市場占有率約為80%，是國際頂尖的LED檢測實驗室之一。團隊每月積累數百個行業案例分析經驗，在LED芯片和器件材料檢測與失效分析領域已達到了世界領先水平。

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