光耦合器簡介
光耦合器（Optocoupler, OC），電子領(lǐng)域中一種利用光信號進(jìn)行電-光-電轉(zhuǎn)換的隔離器件，通常包含一個發(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，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。

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-Q101與AEC-Q102的對比分析

類型	AEC-Q101	AEC-Q102
適用對象	對象：車用分立半導(dǎo)體元器件 晶體管:BJT、MOSFET、IGBT 二極管：Diodes、Rectifier、Zeners、PIN、Varactors 光器件：LEDs、Optocoupler、Photodiodes、Phototransistors	對象：車用分立光電半導(dǎo)體元器件        Light Emitting Diodes、Laser Components、Photodiodes、Phototransistors
樣本量	環(huán)境應(yīng)力試驗：3lot×77pcs/lot LTPD(Lot Tolerance Percent Defective) = 1, 90%置信度的失效率為1%	環(huán)境應(yīng)力試驗：3lot×26pcs/lot LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) = 3, 90%置信度的失效率為3%
失效判據(jù)	不符合規(guī)格書規(guī)定的電學(xué)和光學(xué)參數(shù)范圍 環(huán)境試驗前后參數(shù)值變化未保持在±20%以內(nèi)；漏電未保持在5倍初始值以內(nèi)（對于濕氣試驗為10倍） 由于環(huán)境試驗出現(xiàn)物理損壞 如果失效原因被供應(yīng)商和用戶認(rèn)為是由于處理不當(dāng)或ESD的原因引起，這些失效可以被忽略，但應(yīng)呈現(xiàn)在報告中	不符合規(guī)格書規(guī)定的電學(xué)和光學(xué)參數(shù)范圍 環(huán)境試驗前后參數(shù)值變化未保持在附錄5規(guī)定的±x%以內(nèi) 由于環(huán)境試驗出現(xiàn)物理損壞（遷移、腐蝕、機(jī)械破壞、分層等）；有些物理損壞可能由供應(yīng)商和用戶同意認(rèn)為僅僅是外觀不良而不影響認(rèn)證結(jié)果； 如果失效原因被供應(yīng)商和用戶認(rèn)為是由于處理不當(dāng)、測試板連接、ESD或其它跟測試條件無關(guān)的原因引起，這些失效可以被忽略，但應(yīng)呈現(xiàn)在報告中
應(yīng)力前后參數(shù)測試
高溫工作	施加最大偏置	5a HTOL1：最高允許工作溫度條件下施加一定的驅(qū)動電流使得結(jié)溫達(dá)到最高允許值 5b HTOL2：為最大驅(qū)動電流條件下選擇工作溫度使得結(jié)溫達(dá)到最高允許值 無需降額時，5a=5b
溫度循環(huán)	低溫-55℃，高溫為最高結(jié)溫（不超過150℃）	低溫-40℃，高溫根據(jù)焊點溫度調(diào)整
高溫高濕	Ta=85℃/85%RH，器件施加額定正向偏置	6a WHTOL1：雙85條件下施加一定的驅(qū)動電流使得結(jié)溫達(dá)到最高允許值，30min開/30min關(guān) 6b WHTOL2：雙85條件下施加最小驅(qū)動電流、如無最小電流則施加不使結(jié)溫超3K的驅(qū)動電流
功率溫度循環(huán)	溫升≥100℃	低溫-40℃，高溫根據(jù)焊點溫度來定
DPA	從完成H3TRB或HAST、TC試驗的樣品中，每項隨機(jī)抽取2個樣品	完成功率溫度循環(huán)（PTC）/間歇工作壽命（IOL）、高溫高濕工作（WHTOL1、WHTOL2）/高溫高濕反偏（H3TRB）、硫化氫腐蝕（H2S）、混合氣體腐蝕（FMG）試驗的樣品中隨機(jī)抽取2只/批
熱阻	JESD24-3（MOS），JESD24-4（BJT），JESD24-6（IGBT）	JESD51-50、JESD51-51、JESD51-52，針對LED

AEC-Q102與AEC-Q101的異同
1.適用對象
AEC-Q101：針對車用分立半導(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
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)境試驗前后參數(shù)值變化超出規(guī)定百分比，或因環(huán)境試驗出現(xiàn)物理損壞，則視為失效。

4.環(huán)境應(yīng)力與壽命試驗
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）等試驗項目。

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

AEC-Q102較AEC-Q101增加的項目
1.振動、沖擊
VVF變頻振動試驗，試驗條件：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，試驗條件：X、Y、Z三個垂直軸的六個方向上各施加5次沖擊（共30次），半正弦脈沖，持續(xù)時間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)換時間為2～4 h，RH=90～98%
以規(guī)格書中的最小驅(qū)動電流保持1008 h。若規(guī)格書中未定義額定最小電流，可選定一個驅(qū)動電流，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，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，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
只有通過AEC-Q規(guī)定相應(yīng)的全部測試項目，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；
對于ESD，允許供應(yīng)商聲稱該產(chǎn)品通過相應(yīng)等級的AEC-Q，如“AEC-Q102 qualified to ESD H1B”；
通用數(shù)據(jù)：為簡化認(rèn)證和重新認(rèn)證的過程，鼓勵使用通用數(shù)據(jù)；通用數(shù)據(jù)必須基于相同工藝、材料、地點等；PV和ESD必須實測，不能使用通用數(shù)據(jù)；用戶具有是否接受通用數(shù)據(jù)替代特定實測數(shù)據(jù)的最終決定權(quán)。
優(yōu)先級要求：當(dāng)文件要求有沖突時，遵循下述順序：采購訂單》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，要進(jìn)行重新認(rèn)證
對于每一次認(rèn)證，供應(yīng)商都必須向用戶提供設(shè)計、結(jié)構(gòu)和認(rèn)證的證書（CDCQ）

AEC-Q102與AEC-Q101需執(zhí)行的相同項目
?預(yù)處理
?外觀檢查
?參數(shù)驗證
?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、沖擊等試驗項目。選擇正確的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對于確保光耦合器產(chǎn)品的高可靠性至關(guān)重要。