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Cuando ROHM Semiconductor lanzó recientemente un CI amplificador de altavoz, una de las características promocionadas de los dispositivos fue su calificación AEC-Q100. "La calificación bajo el estándar de confiabilidad automotriz AEC-Q100 y el soporte para operación a alta temperatura de hasta 105 ℃ permiten una salida de voz estable … incluso en condiciones severas", explica el comunicado de prensa.
Pero, ¿qué implica exactamente AEC-Q100 para los ingenieros de diseño, especialmente aquellos que trabajan en el sector automotriz?

AEC-Q100 se aplica principalmente a circuitos integrados. Imagen utilizada por cortesía del Automotive Electronics Council

Navegar por la industria automotriz como ingeniero eléctrico significa cumplir con los estándares de la industria. Un estándar clave para los diseñadores automotrices es el cumplimiento de AEC-Q100, según lo definido por el Consejo de Automoción Electrónica.
Los componentes eléctricos para vehículos están sometidos a una gran tensión y funcionan en condiciones dinámicas. Con este fin, la calificación de AEC, que se aplica principalmente a los circuitos integrados empaquetados, se centra tanto en la confiabilidad como en la longevidad. Las pruebas de resistencia en la fase de diseño, a su vez, crean sistemas automotrices más fuertes y más predecibles.

Antecedentes de AEC-Q100

El Consejo de Electrónica Automotriz fue fundado por Chrysler, Ford y General Motors para formar estándares comunes de calidad para componentes eléctricos. El estándar AEC-Q100 sirve como una guía crucial para los proveedores de piezas en el sector automotriz. AEC todavía les recuerda a los fabricantes que respeten sus políticas internas de control de calidad junto con sus calificaciones. El consejo también incluye a los principales proveedores automotrices y de semiconductores, según Richard Oshiro, director de sistemas de gestión de calidad automotriz de Monolithic Power Systems.

Antecedentes del ecosistema automotriz. Imagen utilizada por cortesía de Richard Oshiro, MPS

AEC-Q100 ha visto numerosas revisiones desde su debut. La versión actual, Revisión H, se creó en 2014, anterior a la inminente versión 2020 de la Revisión J. Cada revisión actualiza las políticas de AEC en sintonía con la evolución de la industria automotriz.

Estándares de prueba

Existen estándares separados para los componentes activos y pasivos, además de los módulos de múltiples chips (MCM). Hay subcualificaciones de larga data dentro de Q100, que definen las pruebas de estrés y otras evaluaciones. Éstas incluyen:
Q100-001: Prueba de corte de unión de alambre
Q100-002: Prueba de descarga electrostática del modelo del cuerpo humano
Q100-004: Prueba de bloqueo de IC
Q100-005: Programa de memoria no volátil / borrado de resistencia, retención de datos y prueba de vida operativa
Q100-007: Simulación de fallas y calificación de prueba
Q100-008: Tasa de fracaso de la vida temprana
Q100-009: Evaluación de distribución eléctrica
Q100-010: Prueba de corte de bola de soldadura
Q100-011: Prueba de descarga electrostática del modelo de dispositivo cargado (CDM) (nuevo)
Q100-012: Caracterización de confiabilidad de cortocircuito de dispositivos inteligentes de energía para sistemas de 12V
Es posible que haya notado algunos miembros faltantes en esa lista. El AEC desmanteló tanto 003 como 006. El desmantelamiento puede ocurrir a medida que cambian los estándares automotrices y a medida que AEC desarrolla nuevas pruebas.
Estas pruebas miden la resistencia, seguridad, confiabilidad y viabilidad general de los circuitos integrados. Cada prueba tiene criterios de falla y criterios de aceptación.
Al igual que con AEC-Q100 en su conjunto, cada subprueba se revisa periódicamente. Los fabricantes deben estar al tanto de estos cambios para seguir cumpliendo. Ocasionalmente, las revisiones consisten principalmente en pequeños cambios de redacción y reorganización.

Calificaciones de temperatura
La temperatura es uno de los factores más importantes en el cumplimiento de AEC. De hecho, Oshiro explica que hay cuatro grados diferentes bajo la especificación Q100:
Grado 0: -40 ° C a 150 ° C
Grado 1: -40 ° C a 125 ° C
Grado 2: -40 ° C a 105 ° C
Grado 3: -40 ° C a 85 ° C
Estos denotan rangos operativos para circuitos integrados. Las diferentes aplicaciones requerirán componentes en diferentes grados, por lo que los diseñadores deben planificar en consecuencia.

¿Por qué es importante este AEC-Q100?

La confiabilidad siempre ha sido un tema central en el espacio automotriz. Los consumidores a menudo esperan mantener sus autos por más de 10 años. Eso significa que los componentes eléctricos cruciales deben permanecer funcionales para reducir los incidentes en carretera y los costos de propiedad de por vida.
Este estándar también es importante debido al efecto de bola de nieve de un IC defectuoso. Si pasa desapercibido, este componente puede provocar miles de vehículos defectuosos que deben ser retirados del mercado.

Ejemplo de por qué es importante AEC-Q100. Imagen utilizada por cortesía de Richard Oshiro, MPS

Ese trabajo preliminar comienza con los proveedores y sus equipos de ingeniería. En consecuencia, los fabricantes de automóviles deben examinar a estos proveedores para garantizar que se usen componentes eléctricos conformes.
El ámbito automotriz siempre está cambiando, y los propios cambios de AEC-Q100 reflejan estas tendencias. Estas normas también aseguran que los componentes encajen bien entre sí. De acuerdo con un artículo de Qorvo sobre los beneficios de AEC-Q100, los semiconductores alimentan numerosos sistemas dentro de los automóviles, todos los cuales deben funcionar en armonía, impulsados ​​por piezas certificadas:
Tren de fuerza
Infoentretenimiento
Redes
Sistemas electronicos
Comodidad y control.
Chasis
Mecanismos de seguridad
Hay mucho que depender de la confiabilidad de IC, y los ingenieros tienen un papel que desempeñar en la selección de productos que podría tener mayores consecuencias más adelante.

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¿Ciertos estándares de componentes como AEC-Q100 alguna vez han sido un obstáculo en el ciclo de desarrollo del producto? ¿O simplificó su conjunto de opciones? Comparte tus experiencias en los comentarios a continuación.