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导语
光耦合器，简称光耦（Optocoupler，OC），是一种利用光作为传输媒介的器件，通常由发光端的LED和受光端的光敏半导体管或电阻组成。由于其体积小、绝缘性好、抗干扰能力强等优势，光耦在各种电路中得到广泛应用。在汽车领域，光耦也被广泛应用于汽车电气电子系统中。因此，车用光耦必须符合汽车行业标准的可靠性要求，才能进入汽车主机厂的供应链。换句话说，车用光耦需要通过行业标准AEC-Q的验证要求。金鉴实验室致力于为汽车电子行业提供符合AEC-Q验证要求的测试服务，确保光耦产品符合高质量标准，从而保障汽车电子系统的可靠性和稳定性。图1 光耦电路示意图 （注：下文光敏半导体管均指受光端的组件。）
光耦适用的车规验证标准 光耦的车规验证标准一直存在多种解读，缺乏明确规定。在结构上，光耦包含正向工作的LED（发光）器件和反向工作的光敏半导体管（受光），不是严格意义上的分立半导体器件。AEC-Q104首次引入了多芯片模组（MCM）的概念，但明确指出不适用于包含AEC-Q102相关LED大类的组件。 就器件类型而言，AEC-Q101和AEC-Q102与光耦的器件特性较为接近。2013年版的AEC-Q101涵盖了正向和反向工作试验，并适用于光电子器件。随后，2017年发布了AEC-Q102版本，光器件可以根据该版本进行认证。2020年，汽车电子领域发布了AEC-Q102的A版本，其中明确指出光耦等光组件将在AEC-Q102-003中进一步细分。2021年，汽车电子委员会更新了AEC-Q101至E版本，完全删除了光类器件的描述以及相关环境应力和寿命试验。 到2022年底，新发布的AEC-Q102-003明确将光耦列为OE-MCM类型之一，正式确认光耦的车规标准为AEC-Q102-003。金鉴实验室将持续关注车规标准的更新和变化，为客户提供符合最新标准要求的测试服务，确保光耦产品符合行业标准并具备高可靠性。 图2 AEC-Q102-003适用OE-MCM中的分类B（来源：AEC - Q102-003 – REV August 28, 2022） 表1 AEC-Q101和AEC-Q102中关于“光”的描述 那么AEC-Q101与AEC-Q102有什么异同？一起来看下：
AEC-Q102与AEC-Q101区别一览表 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 | 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H3TRB、PTC、TC、WHTOL1、 WHTOL2、FMG、H2S、IOL、HTOL试验的样品中随机抽取2个样品 | 热阻 | JESD24-3（MOS），JESD24-4（BJT），JESD24-6（IGBT） | JESD51-50、JESD51-51、JESD51-52，针对LED |
AEC-Q102较AEC-Q101增加的项目如下：
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
脉冲工作寿命PLT 脉宽100 μs,占空比3%
凝露DEW 试验周期=10个循环，每个循环6.5h; 温度循环条件：5min内，温度从20℃到10℃，湿度从50%到50-100%；60min内温度保持10℃，前30min内湿度达到90-100%，后30min内达到95-100%；以20℃/h的速率，在3h内温度从10℃升至70℃，湿度保持在95-100%；温度在30min内升至80℃，湿度保持在95-100%；温度在30min内降至75℃；在75min内从75℃降至20℃，样品进行干燥；
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很多方面的要求是相同的，具体如下：
1.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； 2.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； 3.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
AEC-Q102与AEC-Q101需执行的相同项目，具体如下：
•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
金鉴实验室车规电子检测验证
金鉴实验室是一家专注于光电半导体芯片和器件失效分析的新业态的科研检测机构，具备国家认可及授权的CMA/CNAS资质，并是工信部认定的“国家中小企业公共服务示范平台”，广东省工信厅认定的“LED失效分析公共服务示范平台”，广州市中级人民法院司法鉴定专业委托机构，被喻为“LED行业福尔摩斯，专破质量大案要案”。 金鉴是LED领域中技术能力最全面、知名度最高的第三方检测机构之一，围绕高质量LED产品的诞生，从外延片生产、芯片制作、器件封装到LED驱动电源、灯具等产品应用环节，从LED原材料、研发和生产工艺角度，为客户提供以失效分析为核心，以材料表征、参数测试、可靠性验证、来料检验和工艺管控为辅的一站式LED行业解决方案。
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