자동차 등급 전자 제품을 위한 부품 표준

자동차 산업은 안전, 성능, 사용자 경험을 위해 전자 기술에 크게 의존합니다. 엔진 제어 장치(ECU)부터 인포테인먼트 시스템에 이르기까지, 전자 부품은 열악한 조건에서의 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 기준을 충족해야 합니다.

소비자 전자제품과 달리, 자동차 등급 부품은 극한의 온도, 진동, 습기, 그리고 긴 수명을 견딜 수 있어야 합니다. 품질을 보장하기 위해 제조업체들은 국제 기준을 따릅니다. 이 글은 자동차 등급 전자 부품의 주요 구성 요소 기준을 설명하고, Altium 365가 엔지니어와 구매자가 규정을 준수하는 부품을 신속하게 찾을 수 있도록 돕는 방법을 설명합니다.

자동차 전자에서 기준이 중요한 이유

하나의 결함 있는 센서가 에어백이 작동하지 않거나 자율 주행 차량이 실수를 범하는 등 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 일반 전자제품과 달리, 자동차 부품은 극한의 온도(-40°C에서 +150°C), 지속적인 진동, 습기, 그리고 긴 수명을 처리할 수 있어야 합니다. AEC-Q100(칩용), ISO 26262(안전용), IATF 16949(품질용)과 같은 엄격한 기준은 온도 변화, 전기 간섭, 스트레스 테스트를 포함한 엄격한 테스트를 보장합니다. 이러한 기준이 없다면, 전기차는 과열될 수 있고, 운전자 보조 시스템은 도로를 잘못 읽을 수 있으며, 중요 기능이 예기치 않게 실패할 수 있습니다.

주요 자동차 구성 요소 기준

1. AEC 기준

자동차 전자 기술 위원회(AEC)는 자동차 응용 분야에서 사용되는 전자 부품의 신뢰성 표준을 설정합니다. 이러한 표준은 부품이 극한 온도, 진동, 습도 및 전기적 스트레스와 같은 가혹한 조건을 견딜 수 있도록 보장합니다.

AEC-Q100 (IC용)

AEC-Q100은 자동차 응용 분야에서 사용되는 집적 회로에 대한 품질 표준입니다. 자동차 내부의 가혹한 조건, 예를 들어 극한의 온도(높고 낮음), 진동 및 기계적 스트레스, 습도 및 수분, 전자기 간섭을 견딜 수 있도록 IC가 확실하게 작동하는지 보장하기 위해 자동차 전자 기술 위원회(AEC)에 의해 만들어졌습니다. AEC-Q100 테스트를 통과한 IC는 자동차에 적합한 것으로 간주됩니다.

예:

• AEC-Q100 인증을 받은 마이크로컨트롤러는 엔진룸의 온도가 매우 높거나 겨울철 추위로 인해 얼어붙을 때도 오작동하지 않음을 의미합니다.

AEC-Q101 (이산 반도체용)

AEC-Q101은 이산 반도체에 대한 품질 및 신뢰성 표준입니다. 다이오드, 트랜지스터, MOSFET과 같은 부품이 가혹한 조건에서도 신뢰성 있게 작동할 수 있도록 보장하기 위해 설정되었습니다.

예: 

• AEC-Q101 인증을 받은 전력 트랜지스터는 하이브리드 차량 배터리 시스템에서 지속적으로 높은 전류를 다루는 수년 후에도 실패할 가능성이 낮음을 의미합니다.

AEC-Q102 (광전자 장치용)

AEC-Q102는 자동차 응용 분야에서 사용되는 광전자 장치에 대한 것입니다. 이에는 LED, 광다이오드, 적외선 센서, 옵토커플러, 레이저 다이오드와 같은 구성 요소가 포함됩니다.

AEC-Q102는 또한 장치를 온도 등급으로 분류하여 헤드라이트, 대시보드 디스플레이, LiDAR 센서, 적외선 통신 시스템과 같은 다양한 자동차 응용 분야에 적합성을 보장합니다.

예: 

• AEC-Q102 인증을 받은 LED는 주간 주행등에서 태양광 노출과 극심한 온도 변화에 10년 동안 노출되어도 밝기가 줄거나 색상이 변하지 않음을 의미합니다.

AEC-Q103 (개별 MEMS/센서)

AEC-Q103은 개별 센서에 대한 주요 품질 및 신뢰성 표준입니다. 이는 이러한 센서가 자동차 환경에서의 엄격한 신뢰성 및 성능 요구 사항을 충족하도록 보장합니다.

예: 

• AEC-Q103 인증을 받은 압력 센서는 타이어 모니터링 시스템에서 수년간의 진동과 온도 극한에 노출되어도 잘못된 읽기를 제공하지 않음을 의미합니다.

AEC-Q104 (멀티칩 모듈)

AEC-Q104는 자동차 응용 분야에서 사용되는 멀티 칩 모듈(MCM)에 특별히 적용됩니다.

예: 

• AEC-Q104 인증을 받은 전력 모듈은 전기차의 급속 충전으로 발생하는 열을 견디며 부서지지 않습니다.

AEC-Q200 (수동 구성 요소용)

AEC-Q200은 저항기, 커패시터, 인덕터와 같은 수동 전자 부품이 신뢰할 수 있으며 열악한 조건을 견딜 수 있도록 보장하기 위해 설계된 일련의 테스트 및 표준입니다.

예: 

• AEC-Q200 인증을 받은 저항기는 차량이 얼어붙는 겨울이나 뜨거운 여름에 운전되어도 고장 나지 않음을 의미합니다.

2. ISO 표준

국제 표준화 기구(ISO)는 자동차 전기 및 전자 시스템의 안전성, 신뢰성 및 성능을 보장하기 위해 전 세계적으로 인정받는 표준을 개발합니다. 이러한 표준에는 기능 안전, 전자기 호환성(EMC), 환경 내구성, 사이버 보안 등이 포함됩니다.

ISO 16750 (환경 테스트 표준)

ISO 16750은 자동차 전기 및 전자 부품이 차량 내 실제 조건에서 생존할 수 있도록 테스트해야 하는 방법을 정의하는 국제 표준입니다. 이는 센서, ECU, 배선 및 커넥터와 같은 부품이 열, 추위, 진동, 습기 또는 전력 변동으로 인해 실패하지 않도록 보장합니다.

예:

• 자동차의 ECU는 얼어붙는 겨울, 사막의 더위 또는 수년간의 포트홀 진동 후에도 실패하지 않을 것임을 증명하기 위해 ISO 16750 테스트를 통과해야 합니다.

ISO 26262 (기능 안전 표준)

현대 자동차는 제동, 조향 및 심지어 자율 주행을 위해 복잡한 전자 장치에 의존합니다. ISO 26262는 이러한 시스템이 안전하며 위험하게 실패할 가능성이 낮음을 보장합니다. 이 표준은 Automotive Safety Integrity Levels (ASIL A-D)를 사용하여 시스템을 위험도에 따라 분류하며, ASIL A는 가장 낮은 안전 요구 사항을 나타내고 ASIL D는 생명과 관련된 기능에 대한 가장 높은 안전 요구 사항을 나타냅니다.

예:

• ISO 26262 ASIL D 인증 제동 제어 장치는 칩이 고장 나더라도 위험하게 실패하지 않는다는 것을 의미합니다. 왜냐하면 이는 서로를 초당 100번 교차 검사하는 중복 프로세서를 가지고 있기 때문입니다.

ISO 11452 – 전자기 방해 (EMC)에 대한 내성

ISO 11452는 자동차 전기 및 전자 부품이 라디오 타워, 전력선, 심지어 다른 차량 시스템으로부터 발생하는 전자기 간섭(EMI)에 어떻게 저항해야 하는지 정의합니다. 이는 제어 장치, 레이더, 터치스크린과 같은 중요한 차량 전자기기가 전기 간섭에 노출되었을 때에도 제대로 작동하도록 보장합니다.

예시: 

• 테슬라의 오토파일럿 레이더는 ISO 11452를 충족하여 전력선 및 휴대폰 타워로부터의 전자기 간섭을 무시하고 실제 장애물을 정확하게 감지합니다.

ISO 7637 – 차량 내 전기 트랜지언트

ISO 7637은 자동차 전자기기가 차량의 전원 시스템에서 발생하는 전압 스파이크와 전기 잡음을 어떻게 견디는지 테스트합니다. 전력 스파이크, 갑작스러운 전기 스위치, 배터리 절단과 같은 실제 조건에서 차량 부품을 테스트하여 고장 나거나 안전 위험을 초래하지 않도록 합니다.

예시: 

• -30°C 겨울에 엔진을 시작할 때 리셋되지 않는 ISO 7637-2 인증 헤드라이트 제어 모듈은 최대 40V의 부하 덤프 서지 100,000 테스트 펄스를 견뎌냈습니다.

3. PCB 설계 및 조립을 위한 IPC 표준

IPC(이전 명칭: 인쇄 회로 기판 연구소)는 전 세계적인 무역 협회로, 특히 인쇄 회로 기판(PCB)과 전자 조립 분야의 표준을 개발합니다.

주요 표준:

• IPC-6012DA – 자동차용 PCB가 엄격한 내구성 요구 사항을 충족하도록 보장합니다.
• IPC-A-610 – 자동차 응용 분야에서 전자 조립품의 품질 규칙을 정의합니다.

기타 주요 표준

IATF 16949 (품질 관리) 

IATF 16949는 자동차 산업을 위한 글로벌 품질 관리 표준입니다. 이 표준은 결함 감소, 효율성 향상 및 고객 기대 충족에 중점을 둡니다. ISO 9001과 추가적인 자동차 특정 요구 사항을 결합하여 위험 관리, 공급업체 품질, 지속적 개선 등의 분야를 다룹니다.

예: 

• IATF 16949 인증을 받은 연료 분사기는 PPAP 문서 사용과 100% 최종 라인 테스트를 통해 모든 생산 배치가 통계적으로 관리되기 때문에 150,000마일 전에 누수나 막힘이 발생하지 않습니다.

자동차 부품 표준을 어떻게 활용할 수 있나요

자동차 응용 분야에 전자 부품을 조달할 때, 구매자는 부품이 필요한 신뢰성, 안전성 및 성능 표준을 충족하는지 확인해야 합니다. 

전자 부품 조달 엔지니어로서, 저는 한때 엔진 제어 장치(ECU)에 사용할 전압 조절기를 선택하는 중대한 결정에 직면했습니다. 설계 팀은 고온과 진동을 견딜 수 있는 부품이 필요했지만, 조달 팀은 비용을 절감하기 위해 더 저렴한 상용 등급 IC를 밀어붙였습니다. 

한 공급업체가 완벽해 보이는 저비용 조절기를 제안했지만, 그것의 사양을 확인했을 때 문제가 있음을 발견했습니다: AEC-Q100 인증이 없고, -40°C부터 +125°C(1등급)까지 평가되었지만, 우리의 테스트에서는 엔진 근처에서 최대 140°C까지 온도가 상승하는 것을 보였고 ISO 16750 진동 테스트 데이터가 없어 장기 스트레스 하에서 실패할 가능성이 있었습니다. 

이 부품을 사용했다면, 더운 기후에서의 조기 실패, ECU 기능 장애로 인한 보증 청구, 그리고 조절기가 중요한 조건에서 실패할 경우 리콜을 초래할 수 있었습니다.  

해결책: AEC-Q100 및 ISO 표준 강화

Altium 365를 사용하여, 저는 AEC-Q100 0등급 조절기(-40°C부터 +150°C까지)를 빠르게 필터링하고 ISO 16750(열 사이클링, 진동) 준수를 증명하는 테스트 보고서, 공급업체 인증(IATF 16949 품질 보증) 및 실시간 재고, 리드 타임을 비교하여 지연을 피할 수 있었습니다.

우리는 잠재적인 현장 실패를 피하기 위해 약간 더 비싸지만 완전히 검증된 부품을 선택했습니다. 배운 교훈은 자동차 기준을 절대 타협하지 않는 것이며, 단위당 $0.50를 절약하는 것이 $10M 리콜을 위험에 빠뜨리는 것에 비해 가치가 없다는 것입니다.

Altium 365가 엔지니어와 구매자가 자동차 등급 구성 요소를 식별하는 데 어떻게 도움이 되는지

신뢰성과 안전성을 위해 올바른 자동차 등급 전자 부품을 선택하는 것이 중요하지만 인증된 부품을 찾는 데는 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 클라우드에서 선도적인 전자 설계 데이터 관리 솔루션인 Altium 365는 엔지니어가 규정 준수 부품을 신속하게 식별하고 선택하는 과정을 단순화하여 도와줍니다.

Altium 365가 AEC-Q100, AEC-Q101, AEC-Q200, ISO 26262 (ASIL), IATF 16949 인증 부품을 찾는 것을 더 쉽게 만드는 방법은 다음과 같습니다:

1. 자동차 등급 구성 요소를 신속하게 찾기

Altium Designer와 Altium 365는 자동차 제품 설계에 사용되는 구성 요소를 관리, 선택 및 사용하기에 이상적인 환경을 제공합니다. Altium 365는 설계 데이터를 호스팅하고 회사의 설계 라이브러리에 구성 요소를 카탈로그하는 클라우드 기반 환경입니다. 이러한 부품과 모든 프로젝트 설계 데이터는 통합된 접근 제어가 있는 안전한 클라우드 작업 공간에 호스팅됩니다.

Altium 365에서 중앙 집중식 라이브러리에 구성 요소가 추가된 후, 회사의 설계 팀은 Altium Designer 내부에서 부품에 접근할 수 있습니다. Altium Designer의 고급 검색 기능을 사용하여, 사용자는 AEC-Q 자격 인증(Q100, Q101, Q200)으로 검색하고, 온도 등급으로 필터링하며, ISO 26262 준수 여부(ASIL A/B/C/D 레벨)를 확인할 수 있습니다.

예시: 회사 라이브러리에서 AEC-Q100 등급 1의 마이크로컨트롤러를 찾으려면 어떻게 해야 할까요? Altium 365와 Altium Designer는 몇 초 안에 이상적인 구성 요소를 찾을 수 있도록 검색 도구를 제공합니다.

2. 부품이 사용된 BOM 찾기

많은 제품을 생산하는 회사는 종종 제품 포트폴리오 전반에 걸쳐 동일한 회로 및 부품 번호를 사용합니다. 다른 조립에서 사용된 부품을 추적하기 위해 지속적으로 업데이트되는 내부 데이터베이스가 종종 필요합니다. Altium 365는 Where Used 기능으로 이 작업을 완전히 자동화합니다. 자동차 등급 부품이든 표준 부품이든, Altium 365는 자동차 제품 내에서의 부품 선택과 각 부품의 수명 주기를 BOM에서 볼 수 있게 해줍니다.

혜택: 디자인을 위한 부품 번호를 선택할 때, 부품의 수명 주기가 종료되었는지와 해당 부품이 어디에 사용되었는지를 나타내는 시각적 신호가 있어, 디자인 팀이 디자인을 업데이트하기 위해 표시할 수 있습니다.

3. 상세한 데이터시트 및 준수 정보 접근

구매하기 전에, 엔지니어는 AEC-Q 테스트 보고서, 작동 온도 범위, ISO 26262 문서(해당되는 경우)를 확인해야 합니다.

Altium 365는 회사의 관리 부품 라이브러리 내에서 제조업체 데이터시트, 준수 증명서, 수명 주기 상태에 대한 직접 링크를 제공합니다. 이는 구성 요소 기술 정보와 함께 제공됩니다.

4. BOM에서 재고 가용성 및 리드 타임 확인

자동차 공급망은 예측할 수 없을 수 있습니다. Altium 365는 BOM 내에서 실시간 재고 수준, 리드 타임, 대체 부품 제안을 보여줍니다. Altium 365 BOM Portal을 사용하면, 팀 구성원과 BOM을 생성하고 공유하고, 조달을 위해 CSV/PDF 목록을 내보내고, 구성 요소 변경 사항(단종, 대체)을 추적하며, 기술 데이터와 함께 공급망 정보를 볼 수 있습니다.

사례 사용:선호하는 AEC-Q200 커패시터가 품절인 경우, Altium 365는 빠르게 동등한 부품을 찾는 데 도움을 줍니다.

최종 생각

자동차 등급 전자 제품은 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 기준을 충족해야 합니다. AEC-Q100, AEC-Q200, ISO 26262, IATF 16949와 같은 주요 기준은 제조업체가 극한 조건에서도 수년간 지속될 수 있는 부품을 제작하도록 돕습니다.

이러한 규칙을 따르는 회사들은 Altium 365와 Altium Designer와 같은 도구를 사용하여 미래의 더 안전하고 신뢰성 높은 차량을 생산하고 있습니다.

자동차 전자 설계를 위한 클라우드 협업에 대해 더 알아보고 개발을 가속화하며, 규정 준수를 보장하고, 부품 소싱을 간소화하세요.