AEC-Q100 - 基于集成電路應力測試認證的失效機理
說明: 隨著汽車電子技術的進步,今天的汽車里都有很多繁復的數據管理控制系統,并透過許多各自獨立的電路,來傳遞每個模塊間所需要的訊號,汽車內部的系統就好比計算機網絡的「主從架構」,在主體控制單元與每個周邊模塊中,車用電子零件分為三大類別,包含IC、離散半導體、被動組件三大類別,為了確保這些汽車電子零組件符合汽車安全的*高標準,美國汽車電子協會(AEC,Automotive Electronics Council )系以主動零件[微控制器與集成電路..等]為標的所設計出的一套標準 [AEC-Q100]、針對被動組件設計為[[AEC-Q200],其規范了被動零件所必須達成的產品質量與可靠度,AEC-Q100為AEC組織所制訂的車用可靠性測試標準,為3C&IC廠商打進車用大廠模塊的重要入場卷,也是提高中國臺灣IC可靠性質量的重要技術,此外,目前大廠已經通過車用安全性標準(ISO-26262),而AEC-Q100則為通過該標準的基本要求。 零件工作溫度等級定義: 要求:該規范的目的是建立一個標準,用以描述基于一套*低認證要求的集成電路工作溫度等級,為了達到*的目標,需要完成*項目的基本內容都可以在AEC-Q004查到 0等級:環境工作溫度范圍-40℃~150℃ 1等級:環境工作溫度范圍-40℃~125℃ 2等級:環境工作溫度范圍-40℃~105℃ 3等級:環境工作溫度范圍-40℃~85℃ 4等級:環境工作溫度范圍0℃~70℃ 要求通過AECQ-100的車用電子零配件哉要列表: 車用一次性內存、電源降壓穩壓器、車用光電耦合器、三軸加速規傳感器、視訊譯碼器、整流器、環境光傳感器、非易失性鐵電存儲器、電源管理IC、嵌入式閃存、DC/DC穩壓器、車規網絡通訊設備、液晶驅動IC、單電源差動放大器、電容接近式開關、高亮度LED驅動器、異步切換器、600V IC、GPS IC、ADAS上等駕駛員輔助系統芯片、GNSS接收器、GNSS前端放大器..等 專有名詞整理: 簡稱 | 中文 | 英文 | 說明 | AEC | 美國汽車電子協會 | Automotive Electronic Council | 由車廠[克賴斯勒(Chrysler)、福特(Ford)、通用汽車(GM)]發起并創立于1994年,目前會員遍及各大汽車廠、汽車電子與半導體廠商。 | AEC-Q001 | 零件平均測試指導原則 | | | AEC-Q002 | 統計式良品率分析的指導原則 | | | AEC-Q003 | 芯片產品的電性表現特性化的指導原則 | | | AEC-Q100 | 基于集成電路應力測試認證的失效機理 | | 規范了零件供貨商所必須達成的產品質量與可靠度,試驗條件多仍以JEDEC或MIL-STD為主,外加上其它獨立建置的測試手法。 | AEC-Q100-001 | 邦線切應力測試 | | | AEC-Q100-002 | 人體模式靜電放電測試 | | | AEC-Q100-003 | 機械模式靜電放電測試 | | | AEC-Q100-004 | 集成電路閂鎖效應測試 | | | AEC-Q100-005 | 可寫可擦除的長久性記憶的耐久性、數據保持及工作壽命的測試 | | | AEC-Q100-006 | 熱電效應引起的寄生閘極漏電流測試 | | | AEC-Q100-007 | 故障仿真和測試等級 | | | AEC-Q100-008 | 早期壽命失效率(ELFR) | | | AEC-Q100-009 | 電分配評估 | | | AEC-Q100-010 | 錫球剪切測試 | | | AEC-Q100-011 | 帶電器件模式的靜電放電測試 | | | AEC-Q100-012 | 12V系統靈敏功率設備的短路可靠性描述 | | | AEC-Q101 | 汽車級半導體分立器件應力測試認證 | | | AEC-Q200 | 無源器件應力測試標準 | | | AEC-Q200-001 | 阻燃測試 | | | AEC-Q200-002 | 人體模式靜電放電測試 | | | AEC-Q200-003 | 橫梁負載、斷裂強度 | | | AEC-Q200-004 | 自恢復保險絲測量程序 | | | AEC-Q200-005 | 板彎曲度測試 | | | AEC-Q200-006 | 表面貼裝后的剪切強度測試 | | | AEC-Q200-007 | 電涌測試 | | | DPM | 百萬缺陷數 | defect per million | 半導體組件的缺陷率 | HRCF | 高可靠性認證流程 | High Reliability Certified Flow | | ISO-26262 | 車輛機能安全 | | | PPAP | 生產零件批準程序 | Production Parts Approval Process | | SAE J1752 | 積成電路輻射測量程序 | | | MIL-STD-883 | 微電子測試方式和程序 | | | JEDEC JESD-22 | 裝氣件可靠性測試方法 | | | EIA/JESD78 | 積成電路閉鎖效應測試 | | | ST | 應力測試 | stress testing | | UL 94 | 器件和器具塑料材質零件的易燃性測試 | | | Zero Defect | * | | |
AEC-Q100車用IC產品驗證流程圖:
AEC-Q100類別與測試: 說明:AEC-Q100規范7大類別共41項的測試 群組A-加速環境應力測試(ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS)共6項測試,包含:PC、THB、HAST、AC、UHST、TH、TC、PTC、HTSL 群組B-加速生命周期模擬測試(ACCELERATED LIFETIME SIMULATION TESTS)共3項測試,包含:HTOL、ELFR、EDR 群組C-封裝組裝完整性測試(PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS)共6項測試,包含:WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI 群組D-芯片制造可靠性測試(DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS)共5項測試,包含:EM、TDDB、HCI、NBTI、SM 群組E-電性驗證測試(ELECTRICAL VERIFICATION TESTS)共11項測試,包含:TEST、FG、HBM/MM、CDM、LU、ED、CHAR、GL、EMC、SC、SER 群組F-缺陷篩選測試(DEFECT SCREENING TESTS)共11項測試,包含:PAT、SBA 群組G-腔封裝完整性測試(CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTS)共8項測試,包含:MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV
測試項目簡稱說明: AC:壓力鍋 CA:恒加速 CDM:靜電放電帶電器件模式 CHAR:特性描述 DROP:包裝跌落 DS:芯片剪切試驗 ED:電分配 EDR:非易失效儲存耐久性、數據保持性、工作壽命 ELFR:早期壽命失效率 EM:電遷移 EMC:電磁兼容 FG:故障等級 GFL:粗/細氣漏測試 GL:熱電效應引起閘極漏電 HBM:靜電放電人體模式 HTSL:高溫儲存壽命 HTOL:高溫工作壽命 HCL:熱載流子注入效應 IWV:內部吸濕測試 LI:引腳完整性 LT:蓋板扭力測試 LU:閂鎖效應 MM:靜電放電機械模式 MS:機械沖擊 NBTI:富偏壓溫度不穩定性 PAT:過程平均測試 PC:預處理 PD:物理尺寸 PTC:功率溫度循環 SBA:統計式良率分析 SBS:錫球剪切 SC:短路特性描述 SD:可焊性 SER:軟誤差率 SM:應力遷移 TC:溫度循環 TDDB:時經介質擊穿 TEST:應力測試前后功能參數 TH:無偏壓濕熱 THB、HAST:有施加偏壓的溫濕度或高加速應力試驗 UHST:無偏壓的高加速應力試驗 VFV:隨機振動 WBS:焊線剪切 WBP:焊線拉力 溫濕度試驗條件整理: THB(有施加偏壓的溫濕度,依據JESD22 A101):85℃/85%R.H./1000h/bias HAST(高加速應力試驗,依據JESD22 A110):130℃/85%R.H./96h/bias、110℃/85%R.H./264h/bias AC(壓力鍋,依據JEDS22-A102,設備:PCT-S):121℃/100%R.H./96h UHST(無偏壓的高加速應力試驗,依據JEDS22-A118,設備:HAST-S):110℃/85%R.H./264h TH(無偏壓濕熱,依據JEDS22-A101,設備:高低溫濕熱試驗箱):85℃/85%R.H./1000h TC(溫度循環,依據JEDS22-A104,設備:冷熱沖擊試驗箱、溫度循環試驗箱): 等級0:-50℃←→150℃/2000cycles 等級1:-50℃←→150℃/1000cycles 等級2:-50℃←→150℃/500cycles 等級3:-50℃←→125℃/500cycles 等級4:-10℃←→105℃/500cycles PTC(功率溫度循環,依據JEDS22-A105,設備:冷熱沖擊試驗箱): 等級0:-40℃←→150℃/1000cycles 等級1:-65℃←→125℃/1000cycles 等級2~4:-65℃←→105℃/500cycles
HTSL(高溫儲存壽命,JEDS22-A103,設備:OVEN): 塑料封裝零件: 等級0:150℃/2000h 等級1:150℃/1000h 等級2~4:125℃/1000h or 150℃/5000h 陶瓷封裝零件:200℃/72h
HTOL(高溫工作壽命,JEDS22-A108,設備:OVEN): 等級0:150℃/1000h 等級1:150℃/408h or 125℃/1000h 等級2:125℃/408h or 105℃/1000h 等級3:105℃/408h or 85℃/1000h 等級4:90℃/408h or 70℃/1000h ELFR(早期壽命失效率,AEC-Q100-008):通過這項應力測試的器件可以用在其它應力測試上,通用數據可以使用,ELFR前后的測試在是溫和高溫條件下進行。 |