SAE J3168标准如何改善汽车电子硬件

比赛将进行完全自动驾驶的车辆。华体会官网app下载新浪特斯拉，Google，Uber和几乎所有主要汽车公司等行业巨头都在争夺最先进的自动驾驶汽车。

但是，新的，尖端技术的开发需要类似的可靠性，可修复性和保修标准，随着技术能力达到新的高度，汽车制造商必须实施。

电子可靠性标准的新时代

汽车电子设备通常占现代汽车的35％。

迈克尔·舒尔登·弗雷（Michael Schuldenfrei）在最近的一次中写道：“电子产品将占汽车成本的35％……而随着2030年的自动驾驶，普华永道将很快占汽车的50％。”半导体工程文章。Schuldenfrei是Optimal Plus的公司技术研究员。“如果您考虑今天的汽车在哪里以及明天将要去哪里，这是一个问题。”

如果车辆的电子设备经历重复故障，消费者不太可能从制造商那里购买车辆，而一些原始设备制造商（OEM）甚至呼吁使用持续20年的汽车电子产品。为了满足这一需求，汽车制造商将需要实施新的标准和工作流程，以产生可靠且可维修的电子硬件，并且保证更长。

了解有关汽车电子可靠性挑战的更多信息。

SAE J3168标准是什么？

SAE J3168是专门用于航空航天，汽车，国防和其他高性能（AADHP）行业的第一个可靠性物理分析（RPA）标准。

2020年，SAE汽车电子系统可靠性标准委员会和SAE航空电子流程管理委员会通过了SAE J3168标准：“电气，电子，机电设备，模块和组件的可靠性物理分析。”这是专门用于航空航天，汽车，国防和其他高性能（AADHP）行业的第一个可靠性物理分析（RPA）标准。

在过去的二十年中，RPA的使用激增，但进行的方式存在很大差异。随着技术的发展，不一致和误解的潜力增加了，从而导致SAE J3168的开发使用户之间达成共识，并记录标准方法，以将RPA应用于电气，电子和机电（EEE）设备，模块和组件。

RPA是使用科学得出的算法和强大的仿真技术来预测物理，化学，机械，热或电气机制的演化如何导致降解并最终诱导失败的过程。所有参与设计和验证的工程师都可以利用RPA在硬件原型制作之前识别和减轻潜在风险，从而节省其组织资源，时间和不可预见的成本。

通过SAE J3168提高汽车电子可靠性

SAE J3168描述了一个基线过程，以评估五个主要潜在故障机制的董事会级别可靠性和耐用性：

1. 由于热循环而引起的焊料关节疲劳
2. 由于振动而引起的焊料附件疲劳
3. 机械冲击引起的焊料关节故障
4. 由于热循环而导致的孔疲劳印刷电路板（PCB）
5. 由于电迁移，氧化物分解，偏置温度不稳定性和热载体注入而导致的微电路衰老和磨损。

例如，评估由于热循环引起的焊料疲劳风险的第一步需要对潜在环境有深刻的了解。必须考虑最低和最高温度，坡道率和停留时间。还必须捕获由于功率耗散而导致的局部温度升高。这需要您的RPA工具和热分析结果之间的无缝集成。这是ANSYS实施的确切工作流程，其中Ansys Sherlock（RPA）和Ansys Icepak（热分析）具有独特的双向信息交换。这使最终客户有信心，焊接疲劳的所有重要参数已纳入RPA活动中。

ANSYS HFSS，ICEPAK，机械，夏洛克和Siwave的集成电子可靠性工作流程

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合并详细的设计信息也很关键。关于零件和PCB几何形状的假设可以导致验证测试期间预测和实际性能之间的显着偏差。Sherlock通过两种方式支持这一要求。

首先是通过其综合部分和包装库，其中包含有关外部尺寸以及模具，过高，铅和焊球几何形状的详细信息。该库不是静态的，可以根据特定的客户要求来量身定制和增强。

Sherlock支持详细的设计信息的第二种方式是通过其解析电子计算机工程工程（ECAD）文件的能力，并为用户提供各种几何形状和元素类型，准备有限元分析（FEA）。这些包括具有有效特性的层，痕量网格划分，痕量建模和增强件。CAE工具中这种独一无二的功能为Sherlock用户提供了对PCB功能的关键见解，例如键盘大小和通过堆栈，这些功能在焊接关节失败中起着越来越重要的作用。

测试和分析是开发可靠电子产品的关键组成部分。设计工程师和电子制造商必须使用模拟使用环境和潜在故障机制的模拟工具，并确定产品是否符合SAE J3168中规定的标准，这一点至关重要。随着技术的进步，模拟工具将成为在产品设计阶段早期解决可靠性和故障风险的主要解决方案，而不必依靠物理测试。