什么是車規(guī)級別?車規(guī)級別的標(biāo)準(zhǔn)又有哪些具體內(nèi)容。筆者作為車載顯示行業(yè)的從業(yè)者,從這個角度來簡單的介紹一下。
顯示產(chǎn)品,分布在各個行業(yè),也產(chǎn)生了各種規(guī)格,目前來說,普遍的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來說是軍工>汽車>工業(yè)>消費(fèi)電子。當(dāng)然,工業(yè)是個很廣泛的范圍,這里只挑選常規(guī)工業(yè)品來進(jìn)行類比。
一家企業(yè),要進(jìn)入車輛領(lǐng)域,讓自己的產(chǎn)品成為汽車上的一部分,打入各大一級供應(yīng)商(Tier1)的供應(yīng)鏈,那么你必須通過世界上的幾個極其嚴(yán)格的汽車規(guī)格標(biāo)準(zhǔn):首先是北美汽車產(chǎn)業(yè)所推的AEC-Q100(IC)、101(離散元件)、200 (被動零件)可靠度標(biāo)準(zhǔn);其次是則要符合零失效(Zero Defect)的供應(yīng)鏈品質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS 16949規(guī)范(Quality Management System)。
AEC-Q100是一種基于封裝集成電路應(yīng)力測試的失效機(jī)制。汽車電子委員會(AEC)總部設(shè)在美國,最初由三大汽車制造商(克萊斯勒、福特和通用汽車)建立,目的是建立共同的零部件資格和質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)更多的是對芯片進(jìn)行考核,通過溫度來劃分質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):
0級 -40℃ ~ +150℃
1級 -40℃ ~ +125℃
2級 -40℃ ~ +105℃
3級 -40℃ ~ +85℃
汽車中最核心的芯片,需要滿足0級標(biāo)準(zhǔn)。而對于車載顯示屏整機(jī)來說,則只需要滿足3級標(biāo)準(zhǔn),也就是-40~85的溫度區(qū)間即可。
除了產(chǎn)品需要滿足AEC標(biāo)準(zhǔn)之外,一家企業(yè)本身,如果需要得到車廠或者Tier1廠的認(rèn)可,那么他們還需要通過國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布的一項質(zhì)量體系要求,也就是我們經(jīng)常說的TS16949,在2016年更名為IATF16949 , 它的全名是“質(zhì)量管理體系 —汽車行業(yè)生產(chǎn)件與相關(guān)服務(wù)件的組織實施ISO9001的特殊要求”。
在中國開始自行造車之前,世界上的兩大造車基地:美國和歐洲,均有自己獨(dú)立的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)。其中美國的三大汽車公司(通用、福特、克萊斯勒)在1994年起共同采用QS-9000作為其供應(yīng)商統(tǒng)一的質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn),而另一個生產(chǎn)基地歐洲,德國法國的車企在使用自己獨(dú)立的質(zhì)量管理體系,諸如VDA6.1、AVSQ94、EAQF等,而這些車企的零部件生產(chǎn)廠商需要同時滿足兩個生產(chǎn)基地的標(biāo)準(zhǔn),因此IATF16949的誕生也就順其自然的應(yīng)運(yùn)而生。
上面簡單的介紹了一些國際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和差異,接下來,我們來從車載顯示整機(jī)的角度,具體的介紹一下車廠和整機(jī)廠對一個完整的車載顯示屏有哪些技術(shù)規(guī)格。首先,我們先看一下測試級別,一般分為下面四個級別:
A:技術(shù)性能指標(biāo)正常,無異常
B:測試過程中性能降低但不失常,測試結(jié)束后可自行恢復(fù)
C:測試過程中喪失但是經(jīng)過人工干預(yù)后可恢復(fù)
R:除保護(hù)元件外,不允許出現(xiàn)因設(shè)備或者軟件損壞或者數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低
車載顯示組件的規(guī)格,一般如下
1
電壓
標(biāo)準(zhǔn)電壓,信號部分為3.3V,工作電壓區(qū)間基本上在2.7~3.6V。
2
溫度要求
這里溫度又分為工作溫度和存儲溫度,一般來說,工作溫度定義區(qū)間為:-30℃~﹢85℃;存儲溫度定義區(qū)間為:-40℃~﹢90℃。
上述的溫度一般還會有備注,環(huán)境相對濕度在25%~75%時,產(chǎn)品在機(jī)械和電子方面的。
工作上不能出現(xiàn)任何異常,不得對產(chǎn)品本身造成損害,產(chǎn)品應(yīng)保證性能。
3
顯示屏表面溫度
一般來說,在室溫下,將樣本放在模擬實際裝車狀態(tài)中,通電并將亮度調(diào)至一定數(shù)值(通常為600~800cd/m2)連續(xù)工作一段時間(一般為120min),在靠近燈條的位置進(jìn)行測試,顯示屏表面溫度不高于45℃。
4
光學(xué)要求
光學(xué)要求來說,理論上其實不屬于車載規(guī)格的要求范圍以內(nèi),但是對于車載顯示模塊來說,光學(xué)要求是最主要的考察指標(biāo),包含很多項目,每個項目不盡相同,大體上包括以下一些指標(biāo):
分辨率,顯示區(qū)域(業(yè)內(nèi)所說的AA區(qū)),顯示模式,亮度,對比度,縱橫比,像素尺寸及形狀,白畫面均勻性,黑畫面均勻性,色飽和度(色域),不同溫度下的響應(yīng)時間,可視角度,色坐標(biāo)(包括白、紅、綠、藍(lán)),表面反射率,色偏,Mura、一體黑等。
客戶對顯示屏的需求會根據(jù)不同的尺寸定義不同的分辨率,尺寸越大,分辨率要求越高。其他的光學(xué)數(shù)據(jù),客戶也會根據(jù)應(yīng)用場景,自身成本需求,以及終端車廠的要求進(jìn)行個性定制化。而對于中控產(chǎn)品來說,由于涉及到觸控,還需要結(jié)合觸控和蓋板廠商,一起提出一些硬性指標(biāo)要求,比如偏光片的表面處理,貼合方式,邊框要求,一體黑等等。
以上都是一些屏幕顯示類的光學(xué)需求,一個完整的車載顯示模組,需要結(jié)合Panel、偏光片、背光源等各個組件,才能最終展現(xiàn)出閃亮的一面。
5
電學(xué)需求
除了光學(xué)之外,電學(xué)也是必須要滿足客戶要求的,這其中就包含了背光的接口定義,上下電時序等。
6
信賴性需求
A 高低溫操作:對于信賴性,又提到了之前的溫度,大部分的屏幕,都要求在高低溫的極限溫度條件下能夠持續(xù)工作500小時,個別產(chǎn)品由于成本問題,客戶可能會允許只進(jìn)行240小時的測試。
B 高低溫存儲:存儲作為最基本的非工作狀態(tài)要求,一般是要求在極限溫度下操作500小時。
C 耐冷熱沖擊:將產(chǎn)品放置在試驗箱中,產(chǎn)品不通電,產(chǎn)品按照表6 進(jìn)行400 次循環(huán)冷熱沖擊,試驗后在室溫下放置2H 后,進(jìn)行外觀、機(jī)械結(jié)構(gòu)和功能檢查及主要電性能測試。下圖是某車廠對冷熱沖擊的一些要求:
產(chǎn)品 | |
低溫(Tmin) | -30℃ |
高溫(Tmax) | 85℃ |
高低溫轉(zhuǎn)換時間 | <30s |
循環(huán)數(shù)量 | 100 |
高低溫保存時間 | 30min |
7
機(jī)械環(huán)境測試
機(jī)械測試主要包括正旋震動,隨機(jī)震動,運(yùn)輸震動,機(jī)械沖擊,包裝跌落等項目,主要考察顯示組件的應(yīng)力性能。
正旋震動:按產(chǎn)品規(guī)范的安裝角度安裝,關(guān)機(jī)狀態(tài),加速度5g,頻率范圍:10HZ-60HZ-10HZ,關(guān)機(jī)狀態(tài),加速度為5g,做3 個軸,持續(xù)時間為每軸20min,掃描周期為2min。
試驗后,應(yīng)符合4.2、4.3 中的規(guī)定,功能等級滿足A 類要求。
隨機(jī)振動:產(chǎn)品按照實車安裝角度固定在振動臺上,3Sigma 限幅,如下面 所示,平均加速度一般為3g,三個軸,每個軸震動一定時間,一般為8小時
頻率(Hz) | 功率譜密度(m/s2)Z/Hz |
5 | 0.02 |
10 | 0.04 |
20 | 0.1 |
40 | 0.9 |
800 | 0.003 |
1000 | 0.002 |
運(yùn)輸振動:樣品帶包裝,共測試2個包裝,振動臺方向固定不變(Z 軸),只改變包裝擺放方向。正弦振動頻率10~15HZ,加速度1~5g,幅度峰值為8~10mm,振動時間為每面15min,第一個包裝選最薄弱的三個面(最多縫合邊的面)進(jìn)行試驗,另一包裝選其余的三個面試驗,試驗時包裝需固定緊,并使用邊角保護(hù)帶,防止試驗時包裝損壞。
機(jī)械沖擊:樣品不通電測試,半正弦波,加速度10~30g、沖擊時間10~20ms,總共需進(jìn)行6 個方向(±X,±Y,±Z)。
包裝跌落:產(chǎn)品帶包裝按照一定高度跌落進(jìn)行測試,試驗后也需要滿足功能A需求.
上述規(guī)格只是簡單陳述了車載顯示組件的信賴性和一些必須的規(guī)格。而對于設(shè)計壽命來說,一般的汽車設(shè)計壽命都在15年20萬公里左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子的產(chǎn)品壽命要求。
在一般的可靠性要求下,各個系統(tǒng)組件和環(huán)節(jié)越多,對各個元器件的可靠性就要求越高。隨著汽車電子化程度越來越高,動力總成到制動系統(tǒng)到各個部件,都裝配了大量的電子裝置,每個裝置又由大量的電子元器件組成,即作為個體,又作為整體,為了保證整車的安全性,對所有的車載配件要求就高之又高,這也是為什么在汽車零件行業(yè)中,一般整車對于不良的數(shù)量級要求通常都是PPM(百萬分之一)。
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車載顯示屏
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