AEC-Q100 - 基于集成電路應(yīng)力測試認證的失效機理
說明:
隨著汽車電子技術(shù)的進步,今天的汽車里都有很多繁復(fù)的數(shù)據(jù)管理控制系統(tǒng),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(nèi)部的系統(tǒng)就好比計算機網(wǎng)絡(luò)的「主從架構(gòu)」,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(dǎo)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zui高標準,美國汽車電子協(xié)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(shè)計出的一套標準 [AEC-Q100]、針對被動組件設(shè)計為[[AEC-Q200],其規(guī)范了被動零件所必須達成的產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)量的重要技術(shù),此外,目前大廠已經(jīng)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(guī)范的目的是建立一個標準,用以描述基于一套zui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(nèi)容都可以在AEC-Q004查到
0等級:環(huán)境工作溫度范圍-40℃~150℃
1等級:環(huán)境工作溫度范圍-40℃~125℃
2等級:環(huán)境工作溫度范圍-40℃~105℃
3等級:環(huán)境工作溫度范圍-40℃~85℃
4等級:環(huán)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(nèi)存、電源降壓穩(wěn)壓器、車用光電耦合器、三軸加速規(guī)傳感器、視訊譯碼器、整流器、環(huán)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(wěn)壓器、車規(guī)網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備、液晶驅(qū)動IC、單電源差動放大器、電容接近式開關(guān)、高亮度LED驅(qū)動器、異步切換器、600V IC、GPS IC、ADAS駕駛員輔助系統(tǒng)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(xié)會 | Automotive Electronic Council | 由車廠[克賴斯勒(Chrysler)、福特(Ford)、通用汽車(GM)]發(fā)起并創(chuàng)立于1994年,目前會員遍及各大汽車廠、汽車電子與半導(dǎo)體廠商。 |
AEC-Q001 | 零件平均測試指導(dǎo)原則 |
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AEC-Q002 | 統(tǒng)計式良品率分析的指導(dǎo)原則 |
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AEC-Q003 | 芯片產(chǎn)品的電性表現(xiàn)特性化的指導(dǎo)原則 |
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AEC-Q100 | 基于集成電路應(yīng)力測試認證的失效機理 |
| 規(guī)范了零件供貨商所必須達成的產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)力測試 |
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AEC-Q100-002 | 人體模式靜電放電測試 |
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AEC-Q100-003 | 機械模式靜電放電測試 |
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AEC-Q100-004 | 集成電路閂鎖效應(yīng)測試 |
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AEC-Q100-005 | 可寫可擦除的*性記憶的耐久性、數(shù)據(jù)保持及工作壽命的測試 |
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AEC-Q100-006 | 熱電效應(yīng)引起的寄生閘極漏電流測試 |
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AEC-Q100-007 | 故障仿真和測試等級 |
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AEC-Q100-008 | 早期壽命失效率(ELFR) |
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AEC-Q100-009 | 電分配評估 |
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AEC-Q100-010 | 錫球剪切測試 |
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AEC-Q100-011 | 帶電器件模式的靜電放電測試 |
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AEC-Q100-012 | 12V系統(tǒng)靈敏功率設(shè)備的短路可靠性描述 |
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AEC-Q101 | 汽車級半導(dǎo)體分立器件應(yīng)力測試認證 |
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AEC-Q200 | 無源器件應(yīng)力測試標準 |
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AEC-Q200-001 | 阻燃測試 |
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AEC-Q200-002 | 人體模式靜電放電測試 |
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AEC-Q200-003 | 橫梁負載、斷裂強度 |
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AEC-Q200-004 | 自恢復(fù)保險絲測量程序 |
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AEC-Q200-005 | 板彎曲度測試 |
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AEC-Q200-006 | 表面貼裝后的剪切強度測試 |
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AEC-Q200-007 | 電涌測試 |
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DPM | 百萬缺陷數(shù) | defect per million | 半導(dǎo)體組件的缺陷率 |
HRCF | 高可靠性認證流程 | High Reliability Certified Flow |
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ISO-26262 | 車輛機能安全 |
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PPAP | 生產(chǎn)零件批準程序 | Production Parts Approval Process |
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SAE J1752 | 積成電路輻射測量程序 |
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MIL-STD-883 | 微電子測試方式和程序 |
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JEDEC JESD-22 | 裝氣件可靠性測試方法 |
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EIA/JESD78 | 積成電路閉鎖效應(yīng)測試 |
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ST | 應(yīng)力測試 | stress testing |
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UL 94 | 器件和器具塑料材質(zhì)零件的易燃性測試 |
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Zero Defect | * |
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AEC-Q100車用IC產(chǎn)品驗證流程圖:
AEC-Q100類別與測試:
說明:AEC-Q100規(guī)范7大類別共41項的測試
群組A-加速環(huán)境應(yīng)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(shù)據(jù)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(yīng)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(yīng)
IWV:內(nèi)部吸濕測試
LI:引腳完整性
LT:蓋板扭力測試
LU:閂鎖效應(yīng)
MM:靜電放電機械模式
MS:機械沖擊
NBTI:富偏壓溫度不穩(wěn)定性
PAT:過程平均測試
PC:預(yù)處理
PD:物理尺寸
PTC:功率溫度循環(huán)
SBA:統(tǒng)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(yīng)力遷移
TC:溫度循環(huán)
TDDB:時經(jīng)介質(zhì)擊穿
TEST:應(yīng)力測試前后功能參數(shù)
TH:無偏壓濕熱
THB、HAST:有施加偏壓的溫濕度或高加速應(yīng)力試驗
UHST:無偏壓的高加速應(yīng)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(jù)JESD22 A101):85℃/85%R.H./1000h/bias
HAST(高加速應(yīng)力試驗,依據(jù)JESD22 A110):130℃/85%R.H./96h/bias、110℃/85%R.H./264h/bias
AC(壓力鍋,依據(jù)JEDS22-A102,設(shè)備:PCT-S):121℃/100%R.H./96h
UHST(無偏壓的高加速應(yīng)力試驗,依據(jù)JEDS22-A118,設(shè)備:HAST-S):110℃/85%R.H./264h
TH(無偏壓濕熱,依據(jù)JEDS22-A101,設(shè)備:高低溫濕熱試驗箱):85℃/85%R.H./1000h
TC(溫度循環(huán),依據(jù)JEDS22-A104,設(shè)備:冷熱沖擊試驗箱、溫度循環(huán)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(huán),依據(jù)JEDS22-A105,設(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)力測試的器件可以用在其它應(yīng)力測試上,通用數(shù)據(jù)可以使用,ELFR前后的測試在是溫和高溫條件下進行。