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技术文章

AEC-Q100 - 基于集成电路应力测试认证的失效机理
点击次数:305 发布时间:2019-09-25

AEC-Q100 - 基于集成电路应力测试认证的失效机理
 

 

说明:
   
 随着汽车电子技术的进步,今天的汽车里都有很多繁复的数据管理控制系统,并透过许多各自独立的电路,来传递每个模块间所需要的讯号,汽车内部的系统就好比计算机网络的「主从架构」,在主体控制单元与每个周边模块中,车用电子零件分为三大类别,包含IC、离散半导体、被动组件三大类别,为了确保这些汽车电子零组件符合汽车安全的*高标准,美国汽车电子协会(AEC,Automotive Electronics Council )系以主动零件[微控制器与集成电路..等]为标的所设计出的一套标准 [AEC-Q100]、针对被动组件设计为[[AEC-Q200],其规范了被动零件所必须达成的产品质量与可靠度,AEC-Q100为AEC组织所制订的车用可靠性测试标准,为3C&IC厂商打进车用大厂模块的重要入场卷,也是提高中国台湾IC可靠性质量的重要技术,此外,目前大厂已经通过车用安全性标准(ISO-26262),而AEC-Q100则为通过该标准的基本要求。

 

零件工作温度等级定义:
要求:该规范的目的是建立一个标准,用以描述基于一套*低认证要求的集成电路工作温度等级,为了达到零缺陷的目标,需要完成零缺陷项目的基本内容都可以在AEC-Q004查到

0等级:环境工作温度范围-40℃~150

1等级:环境工作温度范围-40℃~125

2等级:环境工作温度范围-40℃~105

3等级:环境工作温度范围-40℃~85

4等级:环境工作温度范围0℃~70

要求通过AECQ-100的车用电子零配件哉要列表:
车用一次性内存、电源降压稳压器、车用光电耦合器、三轴加速规传感器、视讯译码器、整流器、环境光传感器、非易失性铁电存储器、电源管理IC、嵌入式闪存、DC/DC稳压器、车规网络通讯设备、液晶驱动IC、单电源差动放大器、电容接近式开关、高亮度LED驱动器、异步切换器、600V ICGPS ICADAS上等驾驶员辅助系统芯片、GNSS接收器、GNSS前端放大器..

专有名词整理:

简称

中文

英文

说明

AEC

美国汽车电子协会

Automotive Electronic Council

由车厂[克赖斯勒(Chrysler)、福特(Ford)、通用汽车(GM)]发起并创立于1994年,目前会员遍及各大汽车厂、汽车电子与半导体厂商。

AEC-Q001

零件平均测试指导原则

 

 

AEC-Q002

统计式良品率分析的指导原则

 

 

AEC-Q003

芯片产品的电性表现特性化的指导原则

 

 

AEC-Q100

基于集成电路应力测试认证的失效机理

 

规范了零件供货商所必须达成的产品质量与可靠度,试验条件多仍以JEDECMIL-STD为主,外加上其它独立建置的测试手法。

AEC-Q100-001

邦线切应力测试

 

 

AEC-Q100-002

人体模式静电放电测试

 

 

AEC-Q100-003

机械模式静电放电测试

 

 

AEC-Q100-004

集成电路闩锁效应测试

 

 

AEC-Q100-005

可写可擦除的长久性记忆的耐久性、数据保持及工作寿命的测试

 

 

AEC-Q100-006

热电效应引起的寄生闸极漏电流测试

 

 

AEC-Q100-007

故障仿真和测试等级

 

 

AEC-Q100-008

早期寿命失效率(ELFR

 

 

AEC-Q100-009

电分配评估

 

 

AEC-Q100-010

锡球剪切测试

 

 

AEC-Q100-011

带电器件模式的静电放电测试

 

 

AEC-Q100-012

12V系统灵敏功率设备的短路可靠性描述

 

 

AEC-Q101

汽车级半导体分立器件应力测试认证

 

 

AEC-Q200

无源器件应力测试标准

 

 

AEC-Q200-001

阻燃测试

 

 

AEC-Q200-002

人体模式静电放电测试

 

 

AEC-Q200-003

横梁负载、断裂强度

 

 

AEC-Q200-004

自恢复保险丝测量程序

 

 

AEC-Q200-005

板弯曲度测试

 

 

AEC-Q200-006

表面贴装后的剪切强度测试

 

 

AEC-Q200-007

电涌测试

 

 

DPM

百万缺陷数

defect per million

半导体组件的缺陷率

HRCF

高可靠性认证流程

High Reliability Certified Flow

 

ISO-26262

车辆机能安全

 

 

PPAP

生产零件批准程序

Production Parts Approval Process

 

SAE J1752

积成电路辐射测量程序

 

 

MIL-STD-883

微电子测试方式和程序

 

 

JEDEC JESD-22

装气件可靠性测试方法

 

 

EIA/JESD78

积成电路闭锁效应测试

 

 

ST

应力测试

stress testing

 

UL 94

器件和器具塑料材质零件的易燃性测试

 

 

Zero Defect

零缺陷

 

 

AEC-Q100车用IC产品验证流程图:

AEC-Q100类别与测试:
说明:AEC-Q100规范7大类别共41项的测试
群组A-加速环境应力测试(ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS)共6项测试,包含:PC、THB、HAST、AC、UHST、TH、TC、PTC、HTSL
群组B-加速生命周期模拟测试(ACCELERATED LIFETIME SIMULATION TESTS)共3项测试,包含:HTOL、ELFR、EDR
群组C-封装组装完整性测试(PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS)共6项测试,包含:WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI
群组D-芯片制造可靠性测试(DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS)共5项测试,包含:EM、TDDB、HCI、NBTI、SM
群组E-电性验证测试(ELECTRICAL VERIFICATION TESTS)共11项测试,包含:TEST、FG、HBM/MM、CDM、LU、ED、CHAR、GL、EMC、SC、SER
群组F-缺陷筛选测试(DEFECT SCREENING TESTS)共11项测试,包含:PAT、SBA
群组G-腔封装完整性测试(CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTS)共8项测试,包含:MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV

测试项目简称说明:
AC:压力锅
CA:恒加速
CDM:静电放电带电器件模式
CHAR:特性描述
DROP:包装跌落
DS:芯片剪切试验
ED:电分配
EDR:非易失效储存耐久性、数据保持性、工作寿命
ELFR:早期寿命失效率
EM:电迁移
EMC:电磁兼容
FG:故障等级
GFL:粗/细气漏测试
GL:热电效应引起闸极漏电
HBM:静电放电人体模式 
HTSL:高温储存寿命
HTOL:高温工作寿命
HCL:热载流子注入效应
IWV:内部吸湿测试
LI:引脚完整性
LT:盖板扭力测试
LU:闩锁效应
MM:静电放电机械模式
MS:机械冲击
NBTI:富偏压温度不稳定性
PAT:过程平均测试
PC:预处理
PD:物理尺寸
PTC:功率温度循环
SBA:统计式良率分析
SBS:锡球剪切
SC:短路特性描述
SD:可焊性
SER:软误差率
SM:应力迁移
TC:温度循环
TDDB:时经介质击穿
TEST:应力测试前后功能参数
TH:无偏压湿热
THB、HAST:有施加偏压的温湿度或高加速应力试验
UHST:无偏压的高加速应力试验
VFV:随机振动
WBS:焊线剪切
WBP:焊线拉力

温湿度试验条件整理:
THB(有施加偏压的温湿度,依据JESD22 A101):85℃/85%R.H./1000h/bias
HAST(高加速应力试验,依据JESD22 A110):130℃/85%R.H./96h/bias、110℃/85%R.H./264h/bias
AC(压力锅,依据JEDS22-A102,设备:PCT-S):121℃/100%R.H./96h
UHST(无偏压的高加速应力试验,依据JEDS22-A118,设备:HAST-S):110℃/85%R.H./264h
TH(无偏压湿热,依据JEDS22-A101,设备:高低温湿热试验箱):85℃/85%R.H./1000h
TC(温度循环,依据JEDS22-A104,设备:冷热冲击试验箱温度循环试验箱):
等级0:-50℃←→150℃/2000cycles
等级1:-50℃←→150℃/1000cycles
等级2:-50℃←→150℃/500cycles
等级3:-50℃←→125℃/500cycles
等级4:-10℃←→105℃/500cycles

PTC(功率温度循环,依据JEDS22-A105,设备:冷热冲击试验箱):
等级0:-40℃←→150℃/1000cycles
等级1:-65℃←→125℃/1000cycles
等级2~4:-65℃←→105℃/500cycles


HTSL(高温储存寿命,JEDS22-A103,设备:OVEN):
塑料封装零件:

等级0:150℃/2000h
等级1:150℃/1000h
等级2~4:125℃/1000h or 150℃/5000h
陶瓷封装零件:200℃/72h


HTOL(高温工作寿命,JEDS22-A108,设备:OVEN):
等级0:150℃/1000h
等级1:150℃/408h or 125℃/1000h
等级2:125℃/408h or 105℃/1000h
等级3:105℃/408h or 85℃/1000h
等级4:90℃/408h or 70℃/1000h

ELFR(早期寿命失效率,AEC-Q100-008):通过这项应力测试的器件可以用在其它应力测试上,通用数据可以使用,ELFR前后的测试在是温和高温条件下进行。

 



 
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