전자 부품을 위한 자동차 표준

기술이 우리 일상 생활의 모든 요소에 침투함에 따라, 가정 보안 시스템에서 우리가 먹는 음식에 이르기까지, 우리가 운전하는 차량은 점점 더 정교한 전자 장치에 의존하게 되었습니다. 차선 이탈 경고 및 자동 긴급 제동과 같은 고급 운전자 보조 시스템(ADAS)부터 복잡한 파워트레인 제어 장치와 정교한 인포테인먼트 시스템에 이르기까지, 전자 장치는 이제 자동차 부문의 모든 측면을 관통합니다. 이러한 광범위한 통합은 가혹하고 요구가 많은 자동차 환경에서도 견딜 수 있는 견고하고 신뢰할 수 있는 전자 부품을 요구합니다. 이들은 실패 없이 장거리를 갈 수 있어야 합니다. 

그리고 당연히, 자동차는 표준 가정용 기기에서는 볼 수 없는 전자 부품에 대한 도전을 가져옵니다. 극심한 온도 변화, 지속적인 진동, 습기와 화학 물질에 대한 노출, 그리고 전자기 간섭(EMI)의 존재는 모두 부품의 신뢰성과 그 결과 차량의 안전성에 위협이 됩니다. 이러한 중요 시스템의 안전성과 수명을 개발자의 최우선 순위로 만들기 위해서는 많은 국내외 표준을 준수하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 표준은 부품 선택, 설계 및 테스트를 위한 틀을 제공하며, 부품이 자동차 운행의 엄격함을 견딜 수 있고 최고 수준의 품질과 안전성을 충족할 수 있도록 보장합니다.

자동차 전자 부품의 설계 및 선택을 지배하는 주요 자동차 표준에 대해 알아야 할 필요가 있다면, 올바른 곳에 오셨습니다. 이러한 표준이 신뢰성, 안전성 및 환경 요소와 같은 주요 우려사항을 어떻게 다루는지 탐색해 보세요.

주요 자동차 표준

여러 중요한 자동차 표준이 전자 부품의 개발 및 선택을 안내하며, 전체 차량 수명 주기에 걸쳐 안전성, 신뢰성 및 품질을 보장하기 위한 틀을 제공합니다. 다음은 몇 가지 주요 표준입니다.

ISO 26262

이 국제 표준은 도로 차량의 기능 안전에 중점을 둡니다. 전자 기기에 크게 의존하는 안전 관련 시스템의 개발에 위험 기반 접근 방식을 설정합니다. ISO 26262는 안전 기능의 중요성을 분류하는 네 가지 자동차 안전 무결성 수준(ASIL)을 정의합니다; 더 높은 ASIL 수준은 더 엄격한 설계 및 검증 과정을 요구합니다. 이 표준은 ADAS, 제동 시스템, 조향 시스템과 같은 안전 관련 시스템에 관여하는 전자 부품에 특히 관련이 있습니다.

AEC-Q100/Q101/Q102

자동차 전자 협의회(AEC)에 의해 개발된 이 표준들은 다양한 유형의 전자 부품에 대한 스트레스 자격 요구 사항을 제공합니다. AEC-Q100은 집적 회로를 다루고, AEC-Q101은 개별 반도체에 관해 다루며, AEC-Q102은 광전자 반도체에 초점을 맞춥니다. 이 표준들은 온도 순환, 습도, 진동, 전자기 간섭 등 극한 조건에서의 구성 요소 성능을 평가하기 위한 엄격한 시험 절차를 개요합니다. 이 표준에 따른 성공적인 자격 취득은 가혹한 자동차 환경에서 구성 요소의 신뢰성과 수명에 대한 확신을 제공합니다.

IATF 16949:2016

이전에 ISO/TS 16949로 알려진 이 국제 표준은 자동차 공급망에 있는 조직들을 위한 품질 관리 시스템 요구 사항을 명시합니다. 구성 요소 선택에 직접적으로 초점을 맞추지는 않지만, IATF 16949:2016은 전반적인 품질과 자동차 제품의 신뢰성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이는 지속적인 개선, 위험 관리, 고객 만족을 강조하며, 지속적인 개선, 결함 방지, 공급망 내의 "변동 및 낭비 감소"를 목표로 하는 과정 중심의 품질 관리 시스템을 통해 신뢰할 수 있는 전자 구성 요소의 성공적인 개발 및 배치에 필수적입니다.

기타 관련 표준

자동차 산업과 관련된 여러 다른 표준들이 있으며, 이에는 ISO/SAE 21434가 포함되어 있으며, 이는 도로 차량의 사이버 보안에 중점을 두고 있고, 유럽 경제 위원회 규정은 차량 배출가스 및 환경 영향을 다룹니다. 이러한 표준들은 차량의 전반적인 안전성과 성능에 기여하며, 설계 및 개발 과정에서 고려되어야 합니다.

부품 선택 고려 사항

자동차 산업을 지배하는 주요 표준들을 이해하셨다면, 자동차 응용 분야에 적합한 전자 부품을 선택하는 것은 다양한 요소들을 매우 신중하게 고려해야 한다는 점을 추가로 말씀드리고 싶습니다. 이러한 요소들은 다음 표에서 찾을 수 있습니다:

신뢰성을 위한 설계 기법

자동차 전자 제품의 신뢰성을 보장하기 위해, 엔지니어는 설계 과정 초기에 잠재적인 실패 모드를 식별하고 완화하기 위한 목표를 가진 견고한 신뢰성 설계(Design for Reliability, DfR) 기법을 사용해야 합니다.

회로 시뮬레이션 및 분석

• 열 분석: 회로의 열적 거동을 분석하는 것은 과열 및 구성 요소 실패를 방지하기 위해 중요합니다. 시뮬레이션 도구는 핫스팟을 식별하고 열 설계를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 최악의 경우 분석: 이 기법은 가장 극단적인 운영 조건에서 회로 성능을 분석하여 잠재적인 실패 지점을 식별하는 것을 포함합니다.
• 고장 트리 분석: 이 방법은 잠재적인 실패 모드와 그 기여 요인을 체계적으로 식별하여 사전에 완화 전략을 허용합니다.

중복성 및 고장 허용

• 중요 시스템에서 중복성을 구현하는 것, 예를 들어 이중 프로세서나 중복 센서 사용과 같은 것은 구성 요소 실패 시 백업 기능을 제공함으로써 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.
• 고장 허용 설계는 고장을 감지하고 격리하는 메커니즘을 포함하여 수리가 이루어질 때까지 시스템이 저하된 성능으로 계속 작동할 수 있도록 합니다.

노화 및 열화 메커니즘

• 전자 구성 요소의 노화 및 열화 메커니즘을 이해하는 것은 그들의 수명을 예측하고 장기 신뢰성을 위해 설계하는 데 중요합니다. 전자 이동, 유전체 파괴, 열 사이클링과 같은 요소들이 시간이 지남에 따라 구성 요소의 열화에 기여할 수 있습니다.

고장 모드 및 영향 분석(FMEA)

• FMEA는 잠재적 고장 모드, 그 영향 및 원인을 식별하는 체계적 접근 방식입니다. 이는 잠재적 문제를 우선 순위에 따라 정리하고 완화 전략을 개발하는 데 도움이 됩니다.

설계 검증 및 검증

• 최종 제품이 필요한 신뢰성 및 안전 표준을 충족하는지 확인하기 위해 설계 과정 전반에 걸친 철저한 테스트 및 검증이 필수적입니다. 이는 구성 요소 수준 테스트, 보드 수준 테스트 및 시스템 수준 테스트를 포함할 수 있습니다.

가속 수명 테스트

• 온도 순환 및 번인 테스트와 같은 가속 수명 테스트 기법을 사용하여 구성 요소의 노화 과정을 가속화하고 장기 신뢰성을 예측할 수 있습니다.

예측 유지보수

• 진동 분석 및 열화상 검사와 같은 예측 유지보수 전략을 구현하면 잠재적 고장을 발생하기 전에 식별하여 시기적절한 수리를 가능하게 하고 다운타임을 최소화할 수 있습니다.

고급 자동차 전자 공학

자동차 전자 부품에 대한 엄격한 자동차 표준 준수는 설계 팀이 안전하고 신뢰할 수 있으며 오래 지속되는 차량을 판매하려는 경우 반드시 필요합니다. 이러한 표준은 기능적 안전성, 환경 영향 감소, 부품 신뢰성 등 많은 측면을 다룹니다. 이러한 부품을 제공하는 데 뛰어나고자 하는 이들은 강력한 DfR 기술을 구현하고, 재료와 부품을 신중하게 선택하며, Altium 365와 같은 고급 도구를 사용함으로써 현대 차량의 엄격한 요구 사항을 충족하는 최고 품질의 자동차 전자 제품을 개발하는 데 도움이 될 것입니다.

Altium 365는 협업 자동차 전자 설계를 위한 독특한 장점을 제공하는 클라우드 기반 플랫폼입니다:

• 설계 팀이 세계 어디에 있든 상관없이 방해받지 않고 협업할 수 있게 해주며, 프로젝트에 동시에 작업하고, 실시간 설계 데이터를 공유하며, 설계 변경 사항을 빠르게 검토하고 승인할 수 있습니다.  
• 클라우드에 설계 데이터를 안전하게 저장하고 쉽게 접근하고 추적할 수 있게 하는 데이터 관리 및 버전 제어 기능을 통합합니다. 이 기능은 자동차 표준의 다양한 추적성 및 준수 요구 사항을 충족하는 데 탁월합니다.
• 사전 검증된 다양한 구성 요소라이브러리에 접근을 제공하며, 이 중에는 자동차 응용 프로그램에 적합한 많은 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이 플랫폼은 효율적인 구성 요소 관리를 용이하게 하며, 최신 구성 요소 데이터를 설계 팀에 즉시 사용할 수 있게 합니다.

이것은 프로세스를 개선하는 기능 중 일부에 불과합니다.자동차 전자 설계를 위한 클라우드 협업에 대해 자세히 알아보고 개발을 가속화하며, 규정 준수를 보장하고 구성 요소 소싱을 간소화하세요.