您当前的位置：检测资讯 > 科研开发
嘉峪检测网 2025-01-10 19:35
光耦合器简介
光耦合器（Optocoupler, OC），电子领域中一种利用光信号进行电-光-电转换的隔离器件，通常包含一个发光二极管（LED）作为光源和光敏半导体器件作为接收器。
光耦合器以其小巧的体积、出色的电气隔离和强大的抗干扰能力，在多种电子应用中占据了重要位置。尤其在汽车电子系统中，光耦合器的使用日益增多，因此它们必须满足汽车行业的严苛可靠性标准，才能被用于汽车制造。这要求车用光耦合器必须通过AEC-Q系列标准认证。
光耦电路示意图 （注：下文光敏半导体管均指受光端的组件。）
光耦合器的汽车行业认证标准
2013年版的AEC-Q101包含了正反向工作试验，适用于光电子器件。2017年，AEC-Q102发布，为光器件提供了认证依据。2020年，AEC-Q102-A版发布，指出光耦等光组件将在AEC-Q102-003中进一步细分。2021年，AEC-Q101更新至E版，去除了光类器件的描述和相关环境应力及寿命试验。
2022年底，AEC-Q102-003发布，正式将光耦合器列为OE-MCM类型之一，确认了光耦合器的车规标准为AEC-Q102-003。
AEC-Q102-003适用OE-MCM中的分类B（来源：AEC - Q102-003 – REV August 28, 2022）
AEC-Q101和AEC-Q102中关于“光”的描述
AEC-Q101与AEC-Q102的对比分析分
类型
AEC-Q101
AEC-Q102
适用对象
对象：车用分立半导体元器件
晶体管:BJT、MOSFET、IGBT
二极管：Diodes、Rectifier、Zeners、PIN、Varactors
光器件：LEDs、Optocoupler、Photodiodes、Phototransistors
对象：车用分立光电半导体元器件
Light Emitting Diodes、Laser Components、Photodiodes、Phototransistors
样本量
环境应力试验：3lot×77pcs/lot
LTPD(Lot Tolerance Percent Defective) = 1, 90%置信度的失效率为1%
环境应力试验：3lot×26pcs/lot
LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) = 3, 90%置信度的失效率为3%
失效判据
不符合规格书规定的电学和光学参数范围
环境试验前后参数值变化未保持在±20%以内；漏电未保持在5倍初始值以内（对于湿气试验为10倍）
由于环境试验出现物理损坏
如果失效原因被供应商和用户认为是由于处理不当或ESD的原因引起，这些失效可以被忽略，但应呈现在报告中
不符合规格书规定的电学和光学参数范围
环境试验前后参数值变化未保持在附录5规定的±x%以内
由于环境试验出现物理损坏（迁移、腐蚀、机械破坏、分层等）；有些物理损坏可能由供应商和用户同意认为仅仅是外观不良而不影响认证结果；
如果失效原因被供应商和用户认为是由于处理不当、测试板连接、ESD或其它跟测试条件无关的原因引起，这些失效可以被忽略，但应呈现在报告中
应力前后参数测试
高温工作
施加最大偏置
5a HTOL1：最高允许工作温度条件下施加一定的驱动电流使得结温达到最高允许值
5b HTOL2：为最大驱动电流条件下选择工作温度使得结温达到最高允许值
无需降额时，5a=5b
温度循环
低温-55℃，高温为最高结温（不超过150℃）
低温-40℃，高温根据焊点温度调整
高温高湿
Ta=85℃/85%RH，器件施加额定正向偏置
6a WHTOL1：双85条件下施加一定的驱动电流使得结温达到最高允许值，30min开/30min关
6b WHTOL2：双85条件下施加最小驱动电流、如无最小电流则施加不使结温超3K的驱动电流
功率温度循环
温升≥100℃
低温-40℃，高温根据焊点温度来定
DPA
从完成H3TRB或HAST、TC试验的样品中，每项随机抽取2个样品
完成功率温度循环（PTC）/间歇工作寿命（IOL）、高温高湿工作（WHTOL1、WHTOL2）/高温高湿反偏（H3TRB）、硫化氢腐蚀（H2S）、混合气体腐蚀（FMG）试验的样品中随机抽取2只/批
热阻
JESD24-3（MOS），JESD24-4（BJT），JESD24-6（IGBT）
JESD51-50、JESD51-51、JESD51-52，针对LED
AEC-Q102与AEC-Q101的异同
1.适用对象
AEC-Q101：针对车用分立半导体元器件，如晶体管、二极管和光器件。
AEC-Q102：专注于车用分立光电半导体元器件，如发光二极管、激光组件、光电二极管、光电晶体管。
2.样本量与环境应力试验
AEC-Q101：要求3批，每批77件，LTPD（批量容差百分比缺陷）为1%，90%置信度的失效率为1%。
AEC-Q102：要求3批，每批26件，LTPD为3%，90%置信度的失效率为3%。
3.失效判据
AEC-Q101与AEC-Q102均规定，若器件的电学和光学参数不符合规格书规定，或环境试验前后参数值变化超出规定百分比，或因环境试验出现物理损坏，则视为失效。
4.环境应力与寿命试验
AEC-Q101与AEC-Q102均包含高温工作（HTOL）、温度循环（TC）、功率温度循环（WHTOL）等试验项目。
5.AEC-Q102新增项目
AEC-Q102相较于AEC-Q101，新增了振动、冲击、VVF变频振动试验、MS机械冲击、脉冲工作寿命（PLT）、凝露（DEW）、H2S硫化氢腐蚀、FMG混合气体腐蚀等项目。
AEC-Q102较AEC-Q101增加的项目
1.振动、冲击
VVF变频振动试验，试验条件：在20～100Hz频率范围内，位移幅值（峰-峰值）1.5mm；在100Hz～2kHz频率范围内，加速度200m/s2。
MS机械冲击，试验条件：X、Y、Z三个垂直轴的六个方向上各施加5次冲击（共30次），半正弦脉冲，持续时间0.5ms，峰值加速度1500g's
2.脉冲工作寿命PLT
脉宽100 μs,占空比3%
3.凝露DEW
温度循环范围为30～65℃，在65℃保持4～8 h，转换时间为2～4 h，RH=90～98%
以规格书中的最小驱动电流保持1008 h。若规格书中未定义额定最小电流，可选定一个驱动电流，其值不能使Tjunction的温度上升幅度超过3K。
4.硫化氢和混合气体腐蚀
H2S硫化氢腐蚀：在温度40℃和湿度90%RH的条件下保持336小时，H2S的浓度为15×10-6
FMG混合气体腐蚀：在温度25℃和湿度75%RH条件下保持500小时，气体浓度如下：H2S浓度：10×10-9；SO2浓度：200×10-9；NO2浓度：200×10-9；Cl2浓度：10×10-9
AEC-Q102与AEC-Q101有哪些相同点
只有通过AEC-Q规定相应的全部测试项目，才能声称该产品通过了AEC-Q认证；
供应商经用户同意可以使得样本量和测试条件低于AEC-Q要求，但这种情况不能认为通过AEC-Q认证；
对于ESD，允许供应商声称该产品通过相应等级的AEC-Q，如“AEC-Q102 qualified to ESD H1B”；
通用数据：为简化认证和重新认证的过程，鼓励使用通用数据；通用数据必须基于相同工艺、材料、地点等；PV和ESD必须实测，不能使用通用数据；用户具有是否接受通用数据替代特定实测数据的最终决定权。
优先级要求：当文件要求有冲突时，遵循下述顺序：采购订单》特别商定的产品要求》AEC-Q要求》AEC-Q引用的参考标准要求》供应商的产品规格书
所有认证样品需从生产基地（批产地）加工制造
任何器件的改变影响到或可能影响到器件的构成、安装、功能、质量和可靠性时，要进行重新认证
对于每一次认证，供应商都必须向用户提供设计、结构和认证的证书（CDCQ）
AEC-Q102与AEC-Q101需执行的相同项目
•预处理
•外观检查
•参数验证
•ESD
•物理尺寸检查
•端子强度
•耐焊接热
•可焊性
•绑线拉力
•焊点推力
•芯片剪切力
•无铅要求
总结
AEC-Q102与AEC-Q101虽然在某些要求上相同，但AEC-Q102针对光耦合器等光电子器件提供了更详细的认证指导，包括新增的振动、冲击等试验项目。选择正确的认证标准对于确保光耦合器产品的高可靠性至关重要。
来源：Internet
