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车规芯片的AEC-Q100测试标准

2023-07-03 汽车电子与软件 阅读:
满足AEC-Q100仅仅只是车规芯片的第一步,其实要求真正的达到车规芯片的质量,还需要从设计开发流程体系,生产制造体系各个方面来把控,才能真正的满足汽车的质量要求。
最近这小半年一直在弄跟芯片相关的一些工作,并且由于缺芯的原因,现在关于芯片的话题也确实很火,但是一般都集中在更为高层的设计,更为上游的制造,更为高大上的产业链布局。但是对于没有半点芯片知识的我等普通工程师来讲,搞点接地气的内容自学一下,还是更符合当前绝大多数人的一些状态。
在我刚入职的时候,就知道车规芯片是需要满足AECQ标准的,所以在进行芯片选型的时候,需要什么类型的芯片,就让对应的芯片公司的销售给出一些推荐,我再从中进行选择。但是却从来没去具体了解过AECQ标准具体是什么标准,这一晃就是十年过去了,欠下的债现在还。

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汽车半导体器件的标准xrnednc

AEC其实是Automotive Electronics Council汽车电子协会的简称,并且AECQ标准包括以下几个领域,对于不同领域的电子器件,适用于不同的标准。目前见到的比较多的是AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q200。

标准类别xrnednc

适用领域xrnednc

AEC-Q100xrnednc

集成电路ICxrnednc

AEC-Q101xrnednc

分立器件xrnednc

AEC-Q102xrnednc

离散光电LEDxrnednc

AEC-Q103xrnednc

传感器xrnednc

AEC-Q104xrnednc

多芯片组件xrnednc

AEC-Q200xrnednc

被动器件xrnednc

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AEC-Q100的子标准xrnednc

类似于一般汽车零部件的DV测试,AECQ标准其实也就是一种对芯片本身的设计认可的测试标准,分为不同的测试序列,对芯片进行不同维度的测试。
由于最火热的芯片是目前全国甚至全世界的焦点,就先来看看关于芯片的测试标准。AEC-Q100一共分为13个子标准,分别是AEC-Q100主标准和从001到012的12个子标准。

标准编号xrnednc

标准名xrnednc

中文含义xrnednc

AEC-Q100 Rev-Hxrnednc

Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated  Circuits(base documentxrnednc

基于集成电路应力测试认证的失效机理xrnednc

AEC-Q100-001xrnednc

Wire Bond Shear Testxrnednc

邦线切应力测试xrnednc

AEC-Q100-002xrnednc

Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge Testxrnednc

人体模式静电放电测试xrnednc

AEC-Q100-003xrnednc

Machine Model (MM) Electrostatic Discharge Testxrnednc

机械模式静电放电测试xrnednc

AEC-Q100-004xrnednc

IC Latch-Up Testxrnednc

集成电路闩锁效应测试xrnednc

AEC-Q100-005xrnednc

Non-Volatile Memory Program/Erase Endurance, Data Retention, and  Operational Life Testxrnednc

非易失性存储程序/擦除耐久性、数据保持及工作寿命的测试xrnednc

AEC-Q100-006xrnednc

Electro-Thermally Induced Parasitic Gate Leakage Test (GL)xrnednc

热电效应引起的寄生门极漏电流测试xrnednc

AEC-Q100-007xrnednc

Fault Simulation and Test Gradingxrnednc

故障仿真和测试等级xrnednc

AEC-Q100-008xrnednc

Early Life Failure Rate (ELFR)xrnednc

早期寿命失效率xrnednc

AEC-Q100-009xrnednc

Electrical Distribution Assessmentxrnednc

电分配的评估xrnednc

AEC-Q100-010xrnednc

Solder Ball Shear Testxrnednc

锡球剪切测试xrnednc

AEC-Q100-011xrnednc

Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge Testxrnednc

带电器件模式的静电放电测试xrnednc

AEC-Q100-012xrnednc

Short Circuit Reliability Characterization of Smart Power Devices  for 12V Systemsxrnednc

12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述xrnednc

 xrnednc

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测试序列及测试内容xrnednc

如同DV测试的序列和分类,芯片的测试认证一共包括7个序列,分别如下,而这七个序列的测试也是分别引用AEC-Q100中定义的那些测试方法。

测试序列Axrnednc

环境压力加速测试,Accelerated Environment Stressxrnednc

测试序列Bxrnednc

使用寿命模拟测试,Accelerated Lifetime Simulationxrnednc

测试序列Cxrnednc

封装组装整合测试,Package Assembly Integrityxrnednc

测试序列Dxrnednc

芯片晶圆可靠度测试,Die Fabrication Reliabilityxrnednc

测试序列Exrnednc

电气特性确认测试,Electrical Verificationxrnednc

测试序列Fxrnednc

瑕疵筛选监控测试,Defect Screeningxrnednc

测试序列Gxrnednc

封装凹陷整合测试,Cavity Package Integrityxrnednc

芯片的测试也是有一定的测试顺序,这个顺序在AEC-Q100的标准中也是有所定义的。一共7个测试序列,按照两个层级一共加起来42个测试项目,这些测试项目并不是适用于所有IC,需要根据IC的种类进行适配性的测试,也需要根据芯片的温度等级来进行测试条件的修改。
而测试温度也就是通常所说的Grade等级。在汽车芯片里,分为4个温度等级,分别如下:
对于每个测试序列中的详细测试项目,也在AEC-Q100标准中有详细的描述,并且每种测试的测试时间也根据Grade等级给出了不同的要求。在AEC-Q100的测试中,对于序列A中,测试的样品数很多都是77个,并且要求0 Fails,这就极大增加了芯片测试的置信度。

 xrnednc

TEST GROUP A –  ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

A1xrnednc

Preconditioningxrnednc

PCxrnednc

77xrnednc

A2xrnednc

Temperature  Humidity-Bias or Biased HASTxrnednc

THB or HASTxrnednc

77xrnednc

A3xrnednc

Autoclave or  Unbiased HAST or Temperature Humidity (without Bias)xrnednc

AC or UHST or THxrnednc

77xrnednc

A4xrnednc

Temperature  Cyclingxrnednc

TCxrnednc

77xrnednc

A5xrnednc

Power  Temperature Cyclingxrnednc

PTCxrnednc

45xrnednc

A6xrnednc

High  Temperature Storage Lifexrnednc

HTSLxrnednc

45xrnednc

TEST GROUP B –  ACCELERATED LIFETxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

B1xrnednc

High  Temperature Operating Lifexrnednc

HTOLxrnednc

77xrnednc

B2xrnednc

Early Life  Failure Ratexrnednc

ELFRxrnednc

800xrnednc

B3xrnednc

NVM Endurance,  Data Retention, and Operational Lifexrnednc

EDRxrnednc

77xrnednc

TEST GROUP C –  PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

C1xrnednc

Wire Bond  Shearxrnednc

WBSxrnednc

30 bonds from a minimum of 5 devicesxrnednc

C2xrnednc

Wire Bond Pullxrnednc

WBPxrnednc

C3xrnednc

Solderabilityxrnednc

SDxrnednc

15xrnednc

C4xrnednc

Physical  Dimensionsxrnednc

PDxrnednc

10xrnednc

C5xrnednc

Solder Ball  Shearxrnednc

SBSxrnednc

5 balls from a min. of 10 devicesxrnednc

C6xrnednc

Lead Integrityxrnednc

LIxrnednc

from each 10 leadsxrnednc
 of 5 parts
xrnednc

TEST GROUP D –  DIE FABRICATION RELIABILITY TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

D1xrnednc

Electromigrationxrnednc

EMxrnednc

---xrnednc

D2xrnednc

Time Dependent  Dielectric Breakdownxrnednc

TDDBxrnednc

---xrnednc

D3xrnednc

Hot Carrier  Injectionxrnednc

HCIxrnednc

---xrnednc

D4xrnednc

Negative Bias  Temperature Instabilityxrnednc

NBTIxrnednc

---xrnednc

D5xrnednc

Stress  Migrationxrnednc

SMxrnednc

---xrnednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

E1xrnednc

Pre- and  Post-Stress Function/Parameterxrnednc

TESTxrnednc

Allxrnednc

E2xrnednc

Electrostatic Discharge  Human Body Modelxrnednc

HBMxrnednc

See Test Methodxrnednc

E3xrnednc

Electrostatic  Discharge Charged Device Modelxrnednc

CDMxrnednc

See Test Methodxrnednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTS (CONTINUED)xrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

E4xrnednc

Latch-Upxrnednc

LUxrnednc

6xrnednc

E5xrnednc

Electrical Distributionsxrnednc

EDxrnednc

30xrnednc

E6xrnednc

Fault Gradingxrnednc

FGxrnednc

---xrnednc

E7xrnednc

Characterizationxrnednc

CHARxrnednc

---xrnednc

E9xrnednc

Electromagnetic  Compatibilityxrnednc

EMCxrnednc

1xrnednc

E10xrnednc

Short Circuit  Characterizationxrnednc

SCxrnednc

10xrnednc

E11xrnednc

Soft Error  Ratexrnednc

SERxrnednc

3xrnednc

E12xrnednc

Lead (Pb) Freexrnednc

LFxrnednc

See Test Methodxrnednc

TEST GROUP F –  DEFECT SCREENING TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

F1xrnednc

Process  Average Testingxrnednc

PATxrnednc

---xrnednc

F2xrnednc

Statistical  Bin/Yield Analysisxrnednc

SBAxrnednc

---xrnednc

TEST GROUP G –  CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTSxrnednc

#xrnednc

STRESSxrnednc

ABVxrnednc

SAMPLE SIZE /  LOTxrnednc

G1xrnednc

Mechanical  Shockxrnednc

MSxrnednc

15xrnednc

G2xrnednc

Variable  Frequency Vibrationxrnednc

VFVxrnednc

15xrnednc

G3xrnednc

Constant  Accelerationxrnednc

CAxrnednc

15xrnednc

G4xrnednc

Gross/Fine  Leakxrnednc

GFLxrnednc

15xrnednc

G5xrnednc

Package Dropxrnednc

DROPxrnednc

5xrnednc

G6xrnednc

Lid Torquexrnednc

LTxrnednc

5xrnednc

G7xrnednc

Die Shearxrnednc

DSxrnednc

5xrnednc

G8xrnednc

Internal Water  Vaporxrnednc

IWVxrnednc

5xrnednc

 xrnednc

xrnednc

总结xrnednc

满足AEC-Q100仅仅只是车规芯片的第一步,其实要求真正的达到车规芯片的质量,还需要从设计开发流程体系,生产制造体系各个方面来把控,才能真正的满足汽车的质量要求。
责编:Ricardo
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