車載顯示中的車規(guī)級別簡析

什么是車規(guī)級別？車規(guī)級別的標(biāo)準(zhǔn)又有哪些具體內(nèi)容。筆者作為車載顯示行業(yè)的從業(yè)者，從這個角度來簡單的介紹一下。

顯示產(chǎn)品，分布在各個行業(yè)，也產(chǎn)生了各種規(guī)格，目前來說，普遍的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)來說是軍工＞汽車＞工業(yè)＞消費(fèi)電子。當(dāng)然，工業(yè)是個很廣泛的范圍，這里只挑選常規(guī)工業(yè)品來進(jìn)行類比。

一家企業(yè)，要進(jìn)入車輛領(lǐng)域，讓自己的產(chǎn)品成為汽車上的一部分，打入各大一級供應(yīng)商（Tier1）的供應(yīng)鏈，那么你必須通過世界上的幾個極其嚴(yán)格的汽車規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)：首先是北美汽車產(chǎn)業(yè)所推的AEC-Q100(IC)、101(離散元件)、200 (被動零件)可靠度標(biāo)準(zhǔn)；其次是則要符合零失效(Zero Defect)的供應(yīng)鏈品質(zhì)管理標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS 16949規(guī)范(Quality Management System)。

AEC-Q100是一種基于封裝集成電路應(yīng)力測試的失效機(jī)制。汽車電子委員會(AEC)總部設(shè)在美國，最初由三大汽車制造商（克萊斯勒、福特和通用汽車）建立，目的是建立共同的零部件資格和質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)更多的是對芯片進(jìn)行考核，通過溫度來劃分質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

0級 -40℃ ~ +150℃

1級 -40℃ ~ +125℃

2級 -40℃ ~ +105℃

3級 -40℃ ~ +85℃

汽車中最核心的芯片，需要滿足0級標(biāo)準(zhǔn)。而對于車載顯示屏整機(jī)來說，則只需要滿足3級標(biāo)準(zhǔn)，也就是-40~85的溫度區(qū)間即可。

除了產(chǎn)品需要滿足AEC標(biāo)準(zhǔn)之外，一家企業(yè)本身，如果需要得到車廠或者Tier1廠的認(rèn)可，那么他們還需要通過國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布的一項(xiàng)質(zhì)量體系要求，也就是我們經(jīng)常說的TS16949，在2016年更名為IATF16949 , 它的全名是“質(zhì)量管理體系 —汽車行業(yè)生產(chǎn)件與相關(guān)服務(wù)件的組織實(shí)施ISO9001的特殊要求”。

在中國開始自行造車之前，世界上的兩大造車基地：美國和歐洲，均有自己獨(dú)立的質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)。其中美國的三大汽車公司（通用、福特、克萊斯勒）在1994年起共同采用QS－9000作為其供應(yīng)商統(tǒng)一的質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，而另一個生產(chǎn)基地歐洲，德國法國的車企在使用自己獨(dú)立的質(zhì)量管理體系，諸如VDA6.1、AVSQ94、EAQF等，而這些車企的零部件生產(chǎn)廠商需要同時滿足兩個生產(chǎn)基地的標(biāo)準(zhǔn)，因此IATF16949的誕生也就順其自然的應(yīng)運(yùn)而生。

上面簡單的介紹了一些國際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和差異，接下來，我們來從車載顯示整機(jī)的角度，具體的介紹一下車廠和整機(jī)廠對一個完整的車載顯示屏有哪些技術(shù)規(guī)格。首先，我們先看一下測試級別，一般分為下面四個級別：

A：技術(shù)性能指標(biāo)正常，無異常

B：測試過程中性能降低但不失常，測試結(jié)束后可自行恢復(fù)

C：測試過程中喪失但是經(jīng)過人工干預(yù)后可恢復(fù)

R：除保護(hù)元件外，不允許出現(xiàn)因設(shè)備或者軟件損壞或者數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低

車載顯示組件的規(guī)格，一般如下

1

電壓

標(biāo)準(zhǔn)電壓，信號部分為3.3V，工作電壓區(qū)間基本上在2.7~3.6V。

2

溫度要求

這里溫度又分為工作溫度和存儲溫度，一般來說，工作溫度定義區(qū)間為：-30℃~﹢85℃；存儲溫度定義區(qū)間為：-40℃~﹢90℃。

上述的溫度一般還會有備注，環(huán)境相對濕度在25%~75%時，產(chǎn)品在機(jī)械和電子方面的。

工作上不能出現(xiàn)任何異常，不得對產(chǎn)品本身造成損害，產(chǎn)品應(yīng)保證性能。

3

顯示屏表面溫度

一般來說，在室溫下，將樣本放在模擬實(shí)際裝車狀態(tài)中，通電并將亮度調(diào)至一定數(shù)值（通常為600~800cd/m2）連續(xù)工作一段時間（一般為120min），在靠近燈條的位置進(jìn)行測試，顯示屏表面溫度不高于45℃。

4

光學(xué)要求

光學(xué)要求來說，理論上其實(shí)不屬于車載規(guī)格的要求范圍以內(nèi)，但是對于車載顯示模塊來說，光學(xué)要求是最主要的考察指標(biāo)，包含很多項(xiàng)目，每個項(xiàng)目不盡相同，大體上包括以下一些指標(biāo)：

分辨率，顯示區(qū)域（業(yè)內(nèi)所說的AA區(qū)），顯示模式，亮度，對比度，縱橫比，像素尺寸及形狀，白畫面均勻性，黑畫面均勻性，色飽和度（色域），不同溫度下的響應(yīng)時間，可視角度，色坐標(biāo)（包括白、紅、綠、藍(lán)），表面反射率，色偏，Mura、一體黑等。

客戶對顯示屏的需求會根據(jù)不同的尺寸定義不同的分辨率，尺寸越大，分辨率要求越高。其他的光學(xué)數(shù)據(jù)，客戶也會根據(jù)應(yīng)用場景，自身成本需求，以及終端車廠的要求進(jìn)行個性定制化。而對于中控產(chǎn)品來說，由于涉及到觸控，還需要結(jié)合觸控和蓋板廠商，一起提出一些硬性指標(biāo)要求，比如偏光片的表面處理，貼合方式，邊框要求，一體黑等等。

以上都是一些屏幕顯示類的光學(xué)需求，一個完整的車載顯示模組，需要結(jié)合Panel、偏光片、背光源等各個組件，才能最終展現(xiàn)出閃亮的一面。

5

電學(xué)需求

除了光學(xué)之外，電學(xué)也是必須要滿足客戶要求的，這其中就包含了背光的接口定義，上下電時序等。

6

信賴性需求

A 高低溫操作：對于信賴性，又提到了之前的溫度，大部分的屏幕，都要求在高低溫的極限溫度條件下能夠持續(xù)工作500小時，個別產(chǎn)品由于成本問題，客戶可能會允許只進(jìn)行240小時的測試。

B 高低溫存儲：存儲作為最基本的非工作狀態(tài)要求，一般是要求在極限溫度下操作500小時。

C 耐冷熱沖擊：將產(chǎn)品放置在試驗(yàn)箱中，產(chǎn)品不通電，產(chǎn)品按照表6 進(jìn)行400 次循環(huán)冷熱沖擊，試驗(yàn)后在室溫下放置2H 后，進(jìn)行外觀、機(jī)械結(jié)構(gòu)和功能檢查及主要電性能測試。下圖是某車廠對冷熱沖擊的一些要求：

7

機(jī)械環(huán)境測試

機(jī)械測試主要包括正旋震動，隨機(jī)震動，運(yùn)輸震動，機(jī)械沖擊，包裝跌落等項(xiàng)目，主要考察顯示組件的應(yīng)力性能。

正旋震動：按產(chǎn)品規(guī)范的安裝角度安裝，關(guān)機(jī)狀態(tài)，加速度5g，頻率范圍：10HZ-60HZ-10HZ，關(guān)機(jī)狀態(tài)，加速度為5g，做3 個軸，持續(xù)時間為每軸20min，掃描周期為2min。

試驗(yàn)后，應(yīng)符合4.2、4.3 中的規(guī)定，功能等級滿足A 類要求。

隨機(jī)振動：產(chǎn)品按照實(shí)車安裝角度固定在振動臺上，3Sigma 限幅，如下面 所示，平均加速度一般為3g，三個軸，每個軸震動一定時間，一般為8小時

運(yùn)輸振動：樣品帶包裝，共測試2個包裝，振動臺方向固定不變（Z 軸），只改變包裝擺放方向。正弦振動頻率10~15HZ，加速度1~5g，幅度峰值為8~10mm，振動時間為每面15min，第一個包裝選最薄弱的三個面（最多縫合邊的面）進(jìn)行試驗(yàn)，另一包裝選其余的三個面試驗(yàn)，試驗(yàn)時包裝需固定緊，并使用邊角保護(hù)帶，防止試驗(yàn)時包裝損壞。

機(jī)械沖擊：樣品不通電測試，半正弦波，加速度10~30g、沖擊時間10~20ms，總共需進(jìn)行6 個方向（±X，±Y，±Z）。

包裝跌落：產(chǎn)品帶包裝按照一定高度跌落進(jìn)行測試，試驗(yàn)后也需要滿足功能A需求.

上述規(guī)格只是簡單陳述了車載顯示組件的信賴性和一些必須的規(guī)格。而對于設(shè)計(jì)壽命來說，一般的汽車設(shè)計(jì)壽命都在15年20萬公里左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于消費(fèi)電子的產(chǎn)品壽命要求。

在一般的可靠性要求下，各個系統(tǒng)組件和環(huán)節(jié)越多，對各個元器件的可靠性就要求越高。隨著汽車電子化程度越來越高，動力總成到制動系統(tǒng)到各個部件，都裝配了大量的電子裝置，每個裝置又由大量的電子元器件組成，即作為個體，又作為整體，為了保證整車的安全性，對所有的車載配件要求就高之又高，這也是為什么在汽車零件行業(yè)中，一般整車對于不良的數(shù)量級要求通常都是PPM（百萬分之一）。