האם אנחנו מכירים את ההבדלים בין רכיבים אלקטרונים מוסמכים לפי התקן צבאי MIL-PRFלבין התקן לרכיבי רכב Automotive AEC-Q200
מהנדסים רבים פונים לפעמים לרכיבים מוסמכים על פי תקן הרכב AEC-Q200 עבור רכיבים פריפריאלים עבור מוצרים צבאיים, כדרך לאזן בין דרישות האיכות והעלות. עם זאת, בעת בחירה זו, עליהם להיות מודעים לכך שלא כל החלקים המוסמכים ל-AEC-Q200 נוצרו שווים! התקן מגדיר נהלי בדיקה תוך השארת הגדרות הביצועים בידי הספק. לכן, כאשר מהנדסים שוקלים חלקי AEC-Q200 ביישומים “לא קריטיים” עבור מוצרים צבאיים, הם צריכים לבחון היטב מה כל ספק עושה מבחינת תהליכי ייצור, תנאי בדיקה, מגבלות בדיקה ומערכות איכות והסמכות. זו הדרך היחידה להיות בטוח שהרכיבים יספקו את רמת האיכות הרצויה, ויעמדו ברמת הבדיקות הספציפיות הנדרשות ליישום, ועלינו לוודא את התקנים הבינלאומיים הנדרשים לפרוייקט שלנו כבר בתכנון הראשוני.
הדרך בבחירת הרכיב בעל התקן המתאים תעבור דרך התחשבות באמינות הרכיב, עלותו וחשיבותו במערכת
הצמיחה ביישומי אוויוניקה ואפליקציות צביאיות, מניעה אופטימיזציה של עלויות הרכיבים, במיוחד עבור ציוד שאינו קריטי למשימה, שיכול להיות כפוף לתהליכי בדיקה ותקינה נמוכים יותר מאשר התקן הצבאי המחמיר. כדי להשיג זאת, יצרנים הקימו תהליכי ייצור עם תפוקה ויעילות גבוהה, המבוססים על רכיבים ללא הסמכה מיוחדת (Industrial components), אך בדרך כלל עם רמות איכות משופרות, כדי לעמוד בדרישות של תעשיית החלל והאווויוניקה.
תעשיית החלל והצבא (AMS) המסורתית דורשת מוצרים המספקים ביצועים גבוהים באופן עקבי בסביבות קשות, ולאורך פרקי זמן ארוכים יותר. התעשייה מסתכמת על רכיבים שיוצרו לפי תקן צבאי/חלל מוגדר (MIL-PRE), ובכל זאת חברות המפתחות מוצרים צבאיים, כמו מטוסי המראה ונחיתה אנכיים חשמליים (eVtol), כלי טיס בלתי מאוישים (כטב”מ), ולוויינים במסלול נמוך(LEO), מאתגרים את המהנדסים לבחור רכיבים אלקטרונים בדרגה חלופית לרכיבים המוגדרים ליישומים צבאיים, ובעלי אמינות וביצועים מעל הדרגה הסטנדרתית.
היסטורית, השוק הצבאי חקר את השימוש ברכיבים ללא הסמכה מיוחדת כדי להפחית עלויות עבור יישומים לא קריטיים במיוחד במערכות צבאיות. הבעיה הייתה חוסר הידע בנוגע למונח “ביצועים” ובניגוד למוצרי AMS מסורתיים, לא הוגדרו להם בדיקות המיועדות לקבוע שיעורי כשל. מהנדסים זיהו צורך במוצר בעל האיכויות והתקינה של רכיבים צבאיים ובשעורי עלות נמוכים, כך שחלק מהיצרנים לרכיבים אלקטרונים פרסמו סדרות מוצרים “סטנדרטים-משופרים”, כאלו שאפשרו למהנדסים לבחור בדיקות מוצר ספציפיות על סמך היישום הסופי. מוצרים אלו הצליחו לתפוס שווקים קטנים באופן זמני ומוגבל עקב ייחודם.
הבנת המשמעות של “AEC-Q200 Qualified” ו “Automotive Grade”
שוק רכיבי האלקטרוניקה המיועדים לתעשיית הרכב מתפתח בשנים האחרונות בצורה יוצאת דופן. ליישומים מתחת למכסה המנוע יש דרישות גבוהות בהרבה מבחינת – טמפרטורה, מחזור טמפרטורה, לחות, רטט ועמידות גופרית בשל קרבתם לגזי המנוע והפליטה. יחד עם זאת, העלות הגבוהה של כשל במקרה של Recall ואחריות פוטנציאלית, מחייבת שיעורי תקלות נמוכים יותר ותוחלת חיים ארוכה יותר. עם רמות הביצועים הללו, נפחים גבוהים יותר ולוחות זמנים ארוכים של פלטפורמות הייצור, הרכיבים מושכים את תשומת הלב של תעשיית החלל/צבא כפתרונות חלופיים פוטנציאליים ליישומים לא קריטיים במוצרי קצה צבאיים.
לפני שמניחים כי מוצרי רכב יעמדו בדרישות הספציפיות של השוק הצבאי, חשוב להבין את מפרטי דרגת הרכב ותקני האיכות שמאחוריהם. עוד בשנות ה-90 המוקדמות, מועצת האלקטרוניקה לרכב (AEC) הוקמה על ידי קרייזלר, דלקו אלקטרוניקה ופורד, כדי ליצור מערכת הסמכה ותקני איכות משותפת לרכיבים.
עבור התקני אלקטרוניקה פסיביים, ה-AEC יצר את תקן AEC-Q200, המגדיר את דרישות ההסמכה המינימליות של מבחן מאמץ ומתייחס לתנאי הבדיקה. לאחר אישור, תהליכי הייצור נשלטים בקפידה כדי לספק באופן עקבי רכיבים המיוצרים בתקן המוסכם, וכמו כן כפופים ללוח זמנים לתחזוקת הסמכה לתקופה בת שנתיים. נהלי הבדיקה מוגדרים היטב בתוך תקן AEC-Q200 עם מס’ דגימות בדיקה גבוה, אך המפרט מציין כי יש להסכים על הפרמטרים, הערכים והפעולה הנמדדים של כל קריטריון סף עבור כל בדיקה בין המשתמש והספק, ולא יצירת תקן ספציפי לכל המפיקים. למה זה חשוב? ספק אחד יכול להגדיר את קריטריוני הסף למבחן חיים תפעולי בדיוק בעל 1%, בעוד שספק אחר יכול להגדיר את קריטריוני הסף בדיוק בעל 5%. לכן, למרות שהיצרנים מפרסמים גליונות נתונים המציינים את ההסמכה ל AEC-Q200, החלקים בפועל אינם בהכרח מקבילים ישירים ומדויקים. קווי ייצור שונים, תהליכי ייצור ומתודולוגיות בדיקה יכולים לגרום לשונות בין ספק לספק. זה נכון במיוחד מכיוון שהיצרנים יכולים להגדיר קבוצת מגבלות בדיקה משלהם, על מנת להתאים לתהליכי הייצור האופטימליים שלהם.
בנוסף, לא כל החלקים המוסמכים ל AEC-Q200 נוצרו שווים – עשויים להיות הבדלים חשובים ברכיבים המיוצרים מבחינת איכות, אמינות וביצועים, בהתאם ליצרן הספציפי. בשל הדרישות הסביבתיות הקשות של יישומי רכב, רמות מבחני המאמץ עבור חלקי AEC-Q200 תובעניות מאוד ואף חורגות מהסטנדרטים הצבאיים באזורים מסוימים. עם זאת, לחלק מהדרישות הצבאיות, כגון אמינות מבוססת, יש בדיקות חיי עומס של עד 10,000 שעות לרכיב, שעות בדיקה מצטברות העולות על 96,000,000 ורמות ביצועים/איכות ללא תחרות.
הבסיס של AEC-Q200 מסתמך על בקרות תהליך בייצור בנפח גבוה, ובבסיס סטטיסטי כדי להשיג את יעדי האמינות. לעומתו, מוצרים צבאיים מוסמכי MIL- PRE- משלבים סדרה של בדיקות רכיבים, הקרנות בתנאים מואצים וקיצוניים ובדיקות כלל הרכיבים לאחר ייצור, בנוסף לבקרת תהליכים, דבר שאינו מוגדר לתקן AEC-Q200.
שיקול חשוב נוסף לשימוש רכיבים בעלי אמינות גבוהה הוא חומר הטרמינציה. ברכיבים פשוטים ללא הסמכה מיוחדת (Commercial components ), השימוש בעופרת (SnPb) מוגבל בהחלט. רוב חלקי ה- AEC-Q200 מיוצרים באופן דומה עם חומרי טרמינציה טהורים ללא השימוש בעופרת(SnPb) . עם זאת, חלק מהיצרנים יכולים להציע באופן ספציפי חומריטרמינציה בעופרת(SnPb) עבור התקני AEC-Q200 כדי לספק פתרון חלופי לשוק הצבאי (AMS ) – דבר החשוב במיוחד ביישומים שעלולים לסבול מתופעת ה Tin whiskers. עם זאת, מכיוון שפיתרונות אלו זמינים רק בסדרות מוצרים מוגבלות, ובעלי מחזור ייצור קטן בהרבה, העלות עבור רכיבים אלו יכולה להיות גבוהה בהרבה מאשר עבור חלקי ייצור סטנדרטיים של AEC-Q200 ללא עופרת .(Pb)
לסיכום
שימוש בחלקי AEC-Q200 ביישומי אמינות גבוהה יכול להשיג את רמת האיכות הרצויה, אך במקרים מסוימים לא לעמוד ביכולות ייצור מספקות או ברמת הבדיקה הספציפית הנדרשת עבור היישום. על המהנדסים להעריך את דרישות היישום והמאפיינים הסביבתיים שלהם, ועליהם לבצע הערכה מעמיקה של כל ספק מבחינת תהליך הייצור שלו וביצועי המוצר בהתבסס על בדיקות שהושלמו, תנאי הבדיקה, מגבלות בדיקה למוצר ומערכות איכות ואישורים, ולכן כל המידע הזה צריך להילקח בחשבון בעת בחירת הפתרון המתאים ביותר.
אנו בחברת Vishay, שמנו לב לבעיה זו, איפיינו והגדרנו את מוצרינו בדגש עבור השוק הצבאי, וכמו כן, תוכלו למצוא רכיבים מותאים לתקן הצבאי – ורכיבים המותאמים עבור השוק המסחרי ובעלי שיפורים מסויימים המתאימים את רכיבנו עבור השוק הצבאי/החלל כפתרון למערכות הזקוקות להוזלת עלויות.
בין המוצרים המתאימים לעמוד בתקן הצבאי נוכל למצוא את סדרות המוצרים הבאות:
איור :1 capacitors T
איור :2 resistors RF Power
איור :3 Inductors Power
אסף אלון, מנהל פיתוח עיסקי ומכירות,
Israel Intertechnology V
