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技術文章

廣東宏展科技以全系列環境試驗箱精準適配AEC-Q100 Grade 0~3車規等級

——東莞制造·宏展科技(Lab Companion)為車規芯片可靠性驗證提供全溫區硬件支撐

一、AEC-Q100溫度等級:車規芯片的“準入標尺”

AEC-Q100是由汽車電子委員會(Automotive Electronics Council)制定的車載電子元器件可靠性測試標準,也是全球汽車行業公認的車規芯片入門門檻。該標準根據元器件實際裝車后的環境工作溫度,將車規芯片劃分為四個等級

  • Grade 0:環境工作溫度范圍-40℃至+150℃,主要應用于發動機控制單元(ECU)、變速箱控制模塊等動力總成部件

  • Grade 1:環境工作溫度范圍-40℃至+125℃,覆蓋車載娛樂系統、儀表盤控制模塊等座艙電子

  • Grade 2:環境工作溫度范圍-40℃至+105℃,適用于車身控制模塊、空調系統等

  • Grade 3:環境工作溫度范圍-40℃至+85℃,面向娛樂系統、輔助模塊等非關鍵部位

不同等級對應不同的測試嚴酷度——Grade 0要求芯片在150℃高溫下連續運行1000小時,而Grade 1則需在125℃下完成同等時長的高溫工作壽命測試。等級越高,對芯片材料、封裝工藝和可靠性設計的要求就越嚴苛,相應的環境試驗設備也需要具備更寬的溫度覆蓋范圍和更穩定的長期運行能力。

二、宏展科技:東莞制造,二十年深耕環境可靠性測試

廣東宏展科技(Lab Companion)創立于2005年,位于廣東省東莞市,設有設計研發中心和生產工廠,生產面積6000多平方米,年產約1000臺環境試驗箱。公司是國家高新技術企業與廣東省專精特新企業,在北京、上海、武漢、成都、重慶、香港設有銷售和維修服務中心

宏展科技的產品線覆蓋高低溫(濕熱)試驗箱、快速溫變試驗箱、冷熱沖擊試驗箱、HAST高度加速壽命試驗機、步入式環境試驗室等全系列環境可靠性測試設備。試驗容積從80升到100立方米,試驗溫度范圍自-86℃至+300℃。客戶包括華為技術、格力電器、清華大學等機構,產品出口至歐洲、中東等地區

三、不同溫度等級的設備對應方案

AEC-Q100四個溫度等級對測試設備的溫域覆蓋能力提出了階梯式要求。宏展科技以全系列產品線實現精準匹配。

(一)Grade 0(-40℃至150℃):冷熱沖擊試驗箱與快速溫變箱的雙重保障

Grade 0是AEC-Q100最高等級,要求芯片在-40℃至150℃的寬溫域內保持正常工作。這一等級主要用于動力總成核心芯片,測試項目包括溫度循環、溫度沖擊、高溫工作壽命等。

宏展科技TS系列冷熱沖擊試驗箱提供兩箱式(TS2)和三箱式(TS3)兩種結構。TS2系列溫度覆蓋范圍為-65℃至+150℃,提籃切換時間≤10秒,溫度波動度≤±0.5℃,溫度偏差≤±2℃。標準容積覆蓋36L、80L、150L、225L等規格。TS3系列溫度范圍擴展至-70℃至+200℃,氣流切換時間≤15秒,溫度恢復時間≤10秒,溫度均勻度≤±1℃,振動幅度趨近于0。該系列**符合IEC 60068-2-14、GJB 150.5A等標準

TC系列快速溫變試驗箱同樣可覆蓋Grade 0的溫區需求。TC系列溫度范圍為-70℃至+150℃,提供5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min共五檔速率選擇,支持線性或非線性變化模式。標配180L、400L、600L、800L、1000L等多種標準容積型號

(二)Grade 1(-40℃至125℃):快速溫變箱的主力戰場

Grade 1是目前市場上大部分車規芯片所處的等級。溫度上限從150℃降至125℃,對設備的高溫極限要求有所降低,但對溫變速率和溫場均勻性的要求依然嚴格。

宏展TC系列快速溫變試驗箱是Grade 1測試的主力設備。溫度波動度≤0.5℃,溫度偏差±2℃。溫變速率5~25℃/min多檔可選,其中15℃/min及以上速率適用于汽車電子等對溫度變化率有嚴格要求的領域。溫度變化速率的有效作用范圍為-55℃至+125℃,確保在Grade 1實際測試溫區內的速率表現真實可靠

設備采用二元復疊式制冷技術,搭載德國博客、美國谷輪等國際品牌壓縮機,配合丹佛斯、鷺宮等知名品牌的電磁閥與膨脹閥。宏展自主開發的“冷平衡節能控制技術”可降低能耗30%至60%,延長壓縮機壽命50%

(三)Grade 2(-40℃至105℃):恒溫恒濕機與快速溫變箱的協同

Grade 2溫度上限為105℃,主要面向車身控制模塊、空調系統等。除純溫度循環測試外,這類產品通常還需要進行溫濕度組合測試。

宏展THS系列恒溫恒濕機溫度范圍為-70℃至+150℃,濕度范圍為20%至98%RH。標準容積覆蓋34L、64L、100L、180L、340L、600L、1000L、1500L等型號。設備采用環保制冷劑和高性能制冷系統,國內率先通過CE認證

TH系列恒溫恒濕機在85℃/85%RH的“雙85”極端工況下可長期穩定運行。溫度控制精度±0.5℃,濕度控制精度±2.5%RH。標準容積覆蓋80L、150L、225L、408L、800L等規格,80L至8000L非標尺寸可定制

(四)Grade 3(-40℃至85℃):入門級車規的可靠之選

Grade 3是AEC-Q100中要求最低的等級,溫度上限為85℃。主要面向娛樂系統、輔助模塊等非**關鍵部件。

宏展高低溫濕熱試驗箱的標準型號即可滿足Grade 3的全部測試需求。設備采用新型PID加模糊邏輯自適應算法,結合多點傳感器布置與獨立風道設計,穩態均勻度可達≤0.5℃。標準容積覆蓋80L、150L、225L、408L、800L等規格

四、核心技術:宏展設備如何保障測試精度與長期穩定性

汽車電子可靠度測試往往需要連續數百甚至上千小時的循環運行。宏展科技從多個環節保障設備的長期可靠性:

制冷系統:采用二元復疊式制冷技術,搭載國際一線品牌壓縮機。即便在-70℃極低溫環境下也能穩定運行

控制系統:搭載AI模糊算法與Q8智能控制系統,溫度波動度≤±0.3℃、均勻度≤±0.5℃,遠超GB/T 10592-2023國標要求。控制系統支持多段程序編輯、循環次數設定與USB數據導出

風道設計:通過優化風道循環與蒸發器結構,大幅降低測試區結霜速率,避免頻繁除霜造成的溫度擾動

出廠驗證:每一臺設備出廠前均經過9點測溫校準和多小時連續快速溫變循環測試,確保交付精度

五、實際應用:從元器件到整機的全產業鏈覆蓋

宏展科技的環境試驗設備已廣泛應用于汽車電子產業鏈的多個環節。在元器件層面,TC系列快速溫變箱被用于車規芯片的AEC-Q100溫度循環認證。在模組層面,某知名Tier 1供應商在新一代域控制器量產前采用宏展ESS-408型快速溫變箱進行篩選,焊接缺陷及PCB內層微裂紋暴露率提升35%。在整機層面,某整車廠研發中心采用宏展步入式試驗室同步測試中控聯屏及儀表盤組件,在-40℃至85℃溫循條件下連續運行500小時,成功鎖定屏幕光學亮度衰減方面的設計缺陷

從Grade 3的入門級車規驗證到Grade 0的動力總成極限考核,廣東宏展科技以覆蓋-70℃至+200℃的全溫域產品線和東莞制造的本土化產能,為汽車電子企業提供了從芯片到整機的完整可靠性測試硬件支撐