光耦合器簡(jiǎn)介

光耦合器（Optocoupler, OC），電子領(lǐng)域中一種利用光信號(hào)進(jìn)行電-光-電轉(zhuǎn)換的隔離器件，通常包含一個(gè)發(fā)光二極管（LED）作為光源和光敏半導(dǎo)體器件作為接收器。

光耦合器以其小巧的體積、出色的電氣隔離和強(qiáng)大的抗干擾能力，在多種電子應(yīng)用中占據(jù)了重要位置。尤其在汽車電子系統(tǒng)中，光耦合器的使用日益增多，因此它們必須滿足汽車行業(yè)的嚴(yán)苛可靠性標(biāo)準(zhǔn)，才能被用于汽車制造。這要求車用光耦合器必須通過AEC-Q系列標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

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。）

光耦合器的汽車行業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

2013年版的AEC-Q101包含了正反向工作試驗(yàn)，適用于光電子器件。2017年，AEC-Q102發(fā)布，為光器件提供了認(rèn)證依據(jù)。2020年，AEC-Q102-A版發(fā)布，指出光耦等光組件將在AEC-Q102-003中進(jìn)一步細(xì)分。2021年，AEC-Q101更新至E版，去除了光類器件的描述和相關(guān)環(huán)境應(yīng)力及壽命試驗(yàn)。

2022年底，AEC-Q102-003發(fā)布，正式將光耦合器列為OE-MCM類型之一，確認(rèn)了光耦合器的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)為AEC-Q102-003。

AEC-Q102-003適用OE-MCM中的分類B（來源：AEC - Q102-003 – REV August 28, 2022）    

 AEC-Q101和AEC-Q102中關(guān)于“光”的描述

AEC-Q101與AEC-Q102的對(duì)比分析分

AEC-Q102與AEC-Q101的異同

1.適用對(duì)象

AEC-Q101：針對(duì)車用分立半導(dǎo)體元器件，如晶體管、二極管和光器件。

AEC-Q102：專注于車用分立光電半導(dǎo)體元器件，如發(fā)光二極管、激光組件、光電二極管、光電晶體管。

2.樣本量與環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)

AEC-Q101：要求3批，每批77件，LTPD（批量容差百分比缺陷）為1%，90%置信度的失效率為1%。

AEC-Q102：要求3批，每批26件，LTPD為3%，90%置信度的失效率為3%。

3.失效判據(jù)

AEC-Q101與AEC-Q102均規(guī)定，若器件的電學(xué)和光學(xué)參數(shù)不符合規(guī)格書規(guī)定，或環(huán)境試驗(yàn)前后參數(shù)值變化超出規(guī)定百分比，或因環(huán)境試驗(yàn)出現(xiàn)物理?yè)p壞，則視為失效。

4.環(huán)境應(yīng)力與壽命試驗(yàn)

AEC-Q101與AEC-Q102均包含高溫工作（HTOL）、溫度循環(huán)（TC）、功率溫度循環(huán)（WHTOL）等試驗(yàn)項(xiàng)目。

5.AEC-Q102新增項(xiàng)目

AEC-Q102相較于AEC-Q101，新增了振動(dòng)、沖擊、VVF變頻振動(dòng)試驗(yàn)、MS機(jī)械沖擊、脈沖工作壽命（PLT）、凝露（DEW）、H2S硫化氫腐蝕、FMG混合氣體腐蝕等項(xiàng)目。

AEC-Q102較AEC-Q101增加的項(xiàng)目

1.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

2.脈沖工作壽命PLT

脈寬100 μs,占空比3%

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3K。

4.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15×10-6

FMG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：10×10-9；SO2濃度：200×10-9；NO2濃度：200×10-9；Cl2濃度：10×10-9

AEC-Q102與AEC-Q101有哪些相同點(diǎn)

只有通過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AEC-Q認(rèn)證；

對(duì)于ESD，允許供應(yīng)商聲稱該產(chǎn)品通過相應(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

•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

•無鉛要求

總結(jié)

AEC-Q102與AEC-Q101雖然在某些要求上相同，但AEC-Q102針對(duì)光耦合器等光電子器件提供了更詳細(xì)的認(rèn)證指導(dǎo)，包括新增的振動(dòng)、沖擊等試驗(yàn)項(xiàng)目。選擇正確的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于確保光耦合器產(chǎn)品的高可靠性至關(guān)重要。