车规芯片的AEC-Q100测试标准-EDN 电子技术设计

 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。

Vtlednc

一Vtlednc

●Vtlednc

汽车半导体器件的标准Vtlednc

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Vtlednc	适用领域Vtlednc
AEC-Q100Vtlednc	集成电路ICVtlednc
AEC-Q101Vtlednc	分立器件Vtlednc
AEC-Q102Vtlednc	离散光电LEDVtlednc
AEC-Q103Vtlednc	传感器Vtlednc
AEC-Q104Vtlednc	多芯片组件Vtlednc
AEC-Q200Vtlednc	被动器件Vtlednc

Vtlednc

二Vtlednc

●Vtlednc

AEC-Q100的子标准Vtlednc

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Vtlednc

标准名Vtlednc

中文含义Vtlednc

AEC-Q100 Rev-HVtlednc

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

基于集成电路应力测试认证的失效机理Vtlednc

AEC-Q100-001Vtlednc

Wire Bond Shear TestVtlednc

邦线切应力测试Vtlednc

AEC-Q100-002Vtlednc

Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge TestVtlednc

人体模式静电放电测试Vtlednc

AEC-Q100-003Vtlednc

Machine Model (MM) Electrostatic Discharge TestVtlednc

机械模式静电放电测试Vtlednc

AEC-Q100-004Vtlednc

IC Latch-Up TestVtlednc

集成电路闩锁效应测试Vtlednc

AEC-Q100-005Vtlednc

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

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Vtlednc

AEC-Q100-006Vtlednc

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

热电效应引起的寄生门极漏电流测试Vtlednc

AEC-Q100-007Vtlednc

Fault Simulation and Test GradingVtlednc

故障仿真和测试等级Vtlednc

AEC-Q100-008Vtlednc

Early Life Failure Rate (ELFR)Vtlednc

早期寿命失效率Vtlednc

AEC-Q100-009Vtlednc

Electrical Distribution AssessmentVtlednc

电分配的评估Vtlednc

AEC-Q100-010Vtlednc

Solder Ball Shear TestVtlednc

锡球剪切测试Vtlednc

AEC-Q100-011Vtlednc

Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge TestVtlednc

带电器件模式的静电放电测试Vtlednc

AEC-Q100-012Vtlednc

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

12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述Vtlednc

Vtlednc

三Vtlednc

●Vtlednc

测试序列及测试内容Vtlednc

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AVtlednc	环境压力加速测试，Accelerated Environment StressVtlednc
测试序列BVtlednc	使用寿命模拟测试，Accelerated Lifetime SimulationVtlednc
测试序列CVtlednc	封装组装整合测试，Package Assembly IntegrityVtlednc
测试序列DVtlednc	芯片晶圆可靠度测试，Die Fabrication ReliabilityVtlednc
测试序列EVtlednc	电气特性确认测试，Electrical VerificationVtlednc
测试序列FVtlednc	瑕疵筛选监控测试，Defect ScreeningVtlednc
测试序列GVtlednc	封装凹陷整合测试，Cavity Package IntegrityVtlednc

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，这就极大得增加了芯片测试的置信度。

Vtlednc

TEST GROUP A – ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
A1Vtlednc	PreconditioningVtlednc	PCVtlednc	77Vtlednc
A2Vtlednc	Temperature Humidity-Bias or Biased HASTVtlednc	THB or HASTVtlednc	77Vtlednc
A3Vtlednc	Autoclave or Unbiased HAST or Temperature Humidity (without Bias)Vtlednc	AC or UHST or THVtlednc	77Vtlednc
A4Vtlednc	Temperature CyclingVtlednc	TCVtlednc	77Vtlednc
A5Vtlednc	Power Temperature CyclingVtlednc	PTCVtlednc	45Vtlednc
A6Vtlednc	High Temperature Storage LifeVtlednc	HTSLVtlednc	45Vtlednc
TEST GROUP B – ACCELERATED LIFETVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
B1Vtlednc	High Temperature Operating LifeVtlednc	HTOLVtlednc	77Vtlednc
B2Vtlednc	Early Life Failure RateVtlednc	ELFRVtlednc	800Vtlednc
B3Vtlednc	NVM Endurance, Data Retention, and Operational LifeVtlednc	EDRVtlednc	77Vtlednc
TEST GROUP C – PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
C1Vtlednc	Wire Bond ShearVtlednc	WBSVtlednc	30 bonds from a minimum of 5 devicesVtlednc
C2Vtlednc	Wire Bond PullVtlednc	WBPVtlednc
C3Vtlednc	SolderabilityVtlednc	SDVtlednc	15Vtlednc
C4Vtlednc	Physical DimensionsVtlednc	PDVtlednc	10Vtlednc
C5Vtlednc	Solder Ball ShearVtlednc	SBSVtlednc	5 balls from a min. of 10 devicesVtlednc
C6Vtlednc	Lead IntegrityVtlednc	LIVtlednc	from each 10 leadsVtlednc of 5 partsVtlednc
TEST GROUP D – DIE FABRICATION RELIABILITY TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
D1Vtlednc	ElectromigrationVtlednc	EMVtlednc	---Vtlednc
D2Vtlednc	Time Dependent Dielectric BreakdownVtlednc	TDDBVtlednc	---Vtlednc
D3Vtlednc	Hot Carrier InjectionVtlednc	HCIVtlednc	---Vtlednc
D4Vtlednc	Negative Bias Temperature InstabilityVtlednc	NBTIVtlednc	---Vtlednc
D5Vtlednc	Stress MigrationVtlednc	SMVtlednc	---Vtlednc
TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
E1Vtlednc	Pre- and Post-Stress Function/ParameterVtlednc	TESTVtlednc	AllVtlednc
E2Vtlednc	Electrostatic Discharge Human Body ModelVtlednc	HBMVtlednc	See Test MethodVtlednc
E3Vtlednc	Electrostatic Discharge Charged Device ModelVtlednc	CDMVtlednc	See Test MethodVtlednc
TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTS (CONTINUED)Vtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
E4Vtlednc	Latch-UpVtlednc	LUVtlednc	6Vtlednc
E5Vtlednc	Electrical DistributionsVtlednc	EDVtlednc	30Vtlednc
E6Vtlednc	Fault GradingVtlednc	FGVtlednc	---Vtlednc
E7Vtlednc	CharacterizationVtlednc	CHARVtlednc	---Vtlednc
E9Vtlednc	Electromagnetic CompatibilityVtlednc	EMCVtlednc	1Vtlednc
E10Vtlednc	Short Circuit CharacterizationVtlednc	SCVtlednc	10Vtlednc
E11Vtlednc	Soft Error RateVtlednc	SERVtlednc	3Vtlednc
E12Vtlednc	Lead (Pb) FreeVtlednc	LFVtlednc	See Test MethodVtlednc
TEST GROUP F – DEFECT SCREENING TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
F1Vtlednc	Process Average TestingVtlednc	PATVtlednc	---Vtlednc
F2Vtlednc	Statistical Bin/Yield AnalysisVtlednc	SBAVtlednc	---Vtlednc
TEST GROUP G – CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTSVtlednc
#Vtlednc	STRESSVtlednc	ABVVtlednc	SAMPLE SIZE / LOTVtlednc
G1Vtlednc	Mechanical ShockVtlednc	MSVtlednc	15Vtlednc
G2Vtlednc	Variable Frequency VibrationVtlednc	VFVVtlednc	15Vtlednc
G3Vtlednc	Constant AccelerationVtlednc	CAVtlednc	15Vtlednc
G4Vtlednc	Gross/Fine LeakVtlednc	GFLVtlednc	15Vtlednc
G5Vtlednc	Package DropVtlednc	DROPVtlednc	5Vtlednc
G6Vtlednc	Lid TorqueVtlednc	LTVtlednc	5Vtlednc
G7Vtlednc	Die ShearVtlednc	DSVtlednc	5Vtlednc
G8Vtlednc	Internal Water VaporVtlednc	IWVVtlednc	5Vtlednc Vtlednc ●Vtlednc 总结Vtlednc 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。