隨著自動駕駛、網路通訊以及電動車技術的快速發展，對於電子系統性能要求持續提高。因此，零組件對顆粒污染的敏感程度也進一步提升。尤其由顆粒污染所造成的短路風險並非線性增加，而是以指數性成長。面對這樣的挑戰，將「技術清潔度」的概念導入產品設計階段，能有效降低電子零組件短路失效的風險，提升系統的可靠性與安全性。
自動駕駛的趨勢潮流下，未來的智慧車輛將配備數十個感測器與電子控制元件。然而，若這些感測器或控制元件內部存在微小顆粒污染，將對乘客造成潛在的安全威脅。例如，導電顆粒可能導致電子控制元件短路失效，影響車輛系統運作，甚至造成電池性能下降、起火甚至爆炸等嚴重事故。即使是非導電的顆粒，也可能造成感測元件偵測失準，引發系統誤判，進而導致車禍或人員傷亡。
為了防止這些顆粒污染造成的失效風險，設計工程師會針對零組件訂定清潔度要求。但目前對於一個電子組件在真正發生失效前可承受的污染量，無法明確定義，因此制定的清潔度要求往往比實際需要的更為嚴苛。最終導致的結果是，產品很難達到這些極高的清潔標準，或需要付出極大的人力、物力和成本才能實現，同時也忽略了產品設計本身可以提供的其他解決方案。
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事實上，適當且合理的清潔度要求作為產品設計與生產規劃的基礎，從源頭降低污染風險，確保感測器與控制單元的長期可靠性。以下幾項設計原則便是應對顆粒污染的有效方法（更多的相關細節可以參考VDA19.2說明）：
一、材料選擇
材料本身會直接影響顆粒的生成。例如，多孔性或脆性的材料在組裝或接合處理時，往往容易產生大量微粒。因此，材料選擇上應優先考慮抗磨損性高、穩定性好的材質。此外，若零件需要塗層，則應特別注意生產過程中可能導致塗層剝落、產生薄片顆粒的風險。
二、顆粒沉降設計
為避免顆粒沉積於關鍵零件表面，可於產品內設計適當的過濾系統，或將關鍵元件密封保護，減少污染顆粒造成的損害。
三、安裝位置優化
透過改變電子組件的安裝方向，也能有效降低顆粒累積。例如，將PCB板件垂直安裝，可藉由重力使顆粒自然下沉，避免沉積在短路風險高的位置上，提升安全性。
四、零件表面可清潔性提升
良好的零件表面設計能有效提升清潔效率。避免設計過多的空腔與不易清潔的死角，可減少污染顆粒殘留，並方便清潔。零件表面的粗糙度亦扮演重要角色，表面越平滑、粗糙度越低，越容易清潔。例如，燒結或鑄造的粗糙表面會比經過機械加工的表面更難以清潔，因此需加以考量。
隨著電動車與自動駕駛系統對安全性和可靠性要求的提升，清潔度管理也必須同步進化。現有的技術清潔度概念需要不斷更新與強化，才能滿足更高的品質與安全標準，確保產品在高可靠性應用中的表現，並保障最終用戶的安全。
作者：清潔度實驗室工程師 楊勝凱／編輯：楊雅棠
