車規級LED的案例
LED車規級認證之AEC-Q102
LED光源在汽車的應用越來越廣，車燈照明、智能系統、盲點偵測等應用都需要高品質的LED，也因此眾多 LED 元組件供貨商積極布局車用 LED領域。但如何讓其LED產品在車電市場中占有一席之地，通過 AEC-Q102 驗證是最重要的通行證之一。
在說明什么是AEC-Q102之前，我們先來看看什么是車規級。車規級是適用于汽車電子元件的規格標準。它實際上是有一套硬件上的標準規格的，我們可以對比消費級、工業級和軍工級來理解，如下圖：
汽車不同于消費級產品，會在戶外、高溫、高寒、潮濕等苛刻的環境運行，且設計壽命一般為15年或者20萬公里，迭代周期遠遠高于消費電子的2-3年，對環境、振動、沖擊、可靠性和一致性要求比較高，因此相應成本也比消費級和工業級高。
汽車企業為保證車輛整體質量的安全性和可靠性，通常會要求供應商使用車規級元器件。為消除制造商和采購商之間的誤解，促進產品的可交換性和改機，協助采購商盡快宣傳和獲得適當的產品，AEC(美國汽車電子委員會Automotive Electronics Council)建立了一套通用的零件資質及質量系統標準，Q為Qualification的首字母，AEC-Q就是其組織的車規元器件通用測量標準。AEC-Q系列的認證是如今行業和市場對車規電子元器件可靠性評估普遍認同的規范。
AEC-Q102則是針對汽車電子所有內外使用的分立光電半導體元器件的應力測試標準。AEC于2017年3月正式發表AEC-Q102 REV 標準，而后被在2020年4月正是發布AEC-Q102 REV A標準替代，此規范主要為離散光電組件產品進入車用市場制定的判斷標準，同時也是目前最新針對車用LED通用的國際標準。
展開 AEC-Q102高溫高濕試驗——汽車照明器件LED工作壽命
LED是Light Emitting Diode的簡稱，即發光二極管，如今LED常常以燈箱、招牌及各種電器的指示燈和背光燈的角色出現，也往往是汽車尾燈、大燈、高位剎車燈、日間行車燈的重要組成。
目前，汽車照明系統智能化已成為汽車智能化發展的主要發力點，而燈控這一照明系統大腦也逐漸被整車企業所關注。過去常選擇壽命僅500小時左右的鹵素燈，而目前主流LED前照燈的壽命高達25000小時左右，幾乎可以覆蓋車輛的整個生命周期。與此同時，比起傳統燈的雜亂散熱體系，LED光效的提升在照明中會更加節能且高效。LED納秒級的響應時間相比鹵素燈秒級的響應時間也更為安全。LED照明技術低功耗、壽命長、響應快、高效節能等優勢，完美適配汽車行業的發展趨勢，其需求也同步提升。
迎合車用照明向個性化、溝通顯示和駕駛輔助等方向發展，應用于汽車照明的LED發光器件需滿足車規級并要求具有高光效和耐溫等特性，同時對LED芯片的穩定性和一致性要求非常高，要求企業通過TS16949，要求LED器件通過AECQ102體系認證，技術門檻較高。
AEC-Q102【高溫高濕試驗】
LED目前作為市場上流通量最大的電子元器件，在汽車及工業領域都被廣泛應用于照明的需求上。車規級LED器件最常見的認證標準就是由美國汽車電子委員會（AEC）發布的AEC-Q102標準。AEC-Q102是車用光電器件基于失效機制的應力測試資格，適用于車用光電器件的綜合可靠性測試認證標準，是光電器件應用于汽車領域的基本門檻。
由于LED使用現場特殊，往往要面臨高溫和高濕環境。AEC-Q102需要LED在降額曲線上最大電流和結溫變化低于3k這兩個要求條件下，高溫高濕工作壽命為1000小時，在測試時一定要對電流和電壓進行監測，避免因過流造成結溫太高而燒毀設備。
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2002年進入半導體領域；2005年開始研發IGBT；2007年進入MCU領域，截至2020年9月MCU芯片累計出貨突破20億顆；其車規級LED光源累計裝車超100萬輛，在汽車前裝市場上位居中國第一。未來，比亞迪半導體將以車規級半導體為核心，同步推動工業、家電、新能源、消費電子等領域的半導體業務發展，致力于成為高效、智能、集成的新型半導體供應商。
比亞迪半導體估值達300億
據了解，比亞迪半導體的前身為“比亞迪微電子”，主營業務覆蓋功率半導體、智能控制IC、智能傳感器及光電半導體的研發、生產及銷售，擁有包含芯片設計、晶圓制造、封裝測試和下游應用在內的一體化經營全產業鏈。經過十余年的研發積累和于新能源汽車領域的規模化應用，比亞迪半導體已成為國內自主可控的車規級IGBT領導廠商。
2020年4月，比亞迪發布公告，宣布“比亞迪微電子”重組完成，并更名為“比亞迪半導體”，同時積極尋求于適當時機獨立上市。
僅僅在一個月后，比亞迪半導體便宣布完成了A輪融資，擬以增資擴股等方式引入戰略投資者，由中金資本、紅杉資本等領投。20天后，比亞迪半導體又完成了A+輪融資，且投資方陣容十分強大，包括中芯國際、小米集團、聯想集團、SK集團等多家機構企業。
展開 基于參數優化的 LED 驅動電路 PCB 熱仿真分析
14?采用FR4介質的Ⅱ型PCB面積約為Ⅰ型PCB面積的2.5倍,其元件的仿真溫度較Ⅰ型PCB下降約17~25℃,在Ⅱ型PCB的基礎上做更加密集的過孔放置得到Ⅲ型PCB,元件的仿真溫度繼續下降約0.5~5℃?采用鋁基介質時,Ⅰ型PCB的各元件仿真溫度較采用FR4介質普遍降低6~18℃,Ⅱ型和Ⅲ型PCB仿真溫度較使用FR4介質時普遍下降6~14℃?其中鋁基板Ⅰ型氛圍燈由于尺寸的限制,LED的仿真溫升最低為62.4℃,不符合設計要求,而鋁基板Ⅱ型氛圍燈PCB和鋁基板Ⅲ型氛圍燈PCB已經完全滿足設計要求?
結論
本文通過熱仿真分析方法,實現了氛圍燈LED的PCB熱性能的優化?在原有的Ⅰ型氛圍燈PCB設計不符合溫度要求的基礎上,借助熱仿真分析了該設計的不足?通過增大設計尺寸和增加過孔,設計了改善的Ⅱ型和Ⅲ型氛圍燈PCB,但是仍不滿足車規級溫升要求?最后通過改變PCB的基材介質為鋁基介質,借助于熱仿真,論證了鋁基材質的Ⅱ型和Ⅲ型氛圍燈PCB的設計滿足車規級要求?
【參考文獻】
[1]劉兆洪,龐傳和.
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新一代Mini LED 白光背光產品全面量產
搭載華引芯白光Mini LED產品顯示器
合理光學設計
色域高達 98% NTSC
在產品性能方面，華引芯依托獨有芯片設計和自研ACSP封裝技術，封裝體體積僅到芯片1.1-1.2倍，燈珠出光角從140°到無限趨近180°，解決了傳統Mini LED OD大痛點，實現超薄顯示機身，極為精細的動態背光分區控制，百萬級超高對比度等。
五年磨一劍
華引芯全面開啟Mini LED 商業化之路
早在2016年，華引芯創始團隊就嗅到Mini LED在中高端面板市場的巨大潛力，開始Mini LED新型顯示技術研究，并選擇當下技術門檻最高，難度最大的ACSP背光應用方案進行重點突破。
2019年首發全球可量產的最小尺寸Mini-LED產品，并與國內手機一線廠商展開背光項目合作；2020年實現車載顯示領域研發突破，發布車規級Mini LED背光技術產品。
2021年在已有COB和POB兩種倒裝形態的Mini LED產品上，通過擁有獨立知識產權的自研ACSP封裝技術，在提高產品性能和性價比上取得關鍵性突破——保障色域可達85%-98% NTSC，車規級可靠性、低功耗、超長使用壽命等超高性能同時，實現白光Mini LED背光模組成本15-25%的降幅，標志著華引芯Mini LED產品商業化之路正式全面啟動。
在不到五年時間里，華引芯不僅實現Mini LED技術、產品的多次迭代，并在武漢、張家港等地投建多條完整Mini LED生產產線，覆蓋Mini LED“芯片-封測-模組”等全產業鏈設計、制造及銷售。2020年投資設立張家港華京光電有限公司，作為公司Mini LED背光顯示方案開發中心，專業對接中下游面板廠商，根據客戶需求提供靈活、完整的背光產品應用方案。
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