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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utGednc

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utGednc

适用领域utGednc

AEC-Q100utGednc

集成电路ICutGednc

AEC-Q101utGednc

分立器件utGednc

AEC-Q102utGednc

离散光电LEDutGednc

AEC-Q103utGednc

传感器utGednc

AEC-Q104utGednc

多芯片组件utGednc

AEC-Q200utGednc

被动器件utGednc

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AEC-Q100的子标准utGednc

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utGednc

标准名utGednc

中文含义utGednc

AEC-Q100 Rev-HutGednc

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

基于集成电路应力测试认证的失效机理utGednc

AEC-Q100-001utGednc

Wire Bond Shear TestutGednc

邦线切应力测试utGednc

AEC-Q100-002utGednc

Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge TestutGednc

人体模式静电放电测试utGednc

AEC-Q100-003utGednc

Machine Model (MM) Electrostatic Discharge TestutGednc

机械模式静电放电测试utGednc

AEC-Q100-004utGednc

IC Latch-Up TestutGednc

集成电路闩锁效应测试utGednc

AEC-Q100-005utGednc

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

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utGednc

AEC-Q100-006utGednc

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

热电效应引起的寄生门极漏电流测试utGednc

AEC-Q100-007utGednc

Fault Simulation and Test GradingutGednc

故障仿真和测试等级utGednc

AEC-Q100-008utGednc

Early Life Failure Rate (ELFR)utGednc

早期寿命失效率utGednc

AEC-Q100-009utGednc

Electrical Distribution AssessmentutGednc

电分配的评估utGednc

AEC-Q100-010utGednc

Solder Ball Shear TestutGednc

锡球剪切测试utGednc

AEC-Q100-011utGednc

Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge TestutGednc

带电器件模式的静电放电测试utGednc

AEC-Q100-012utGednc

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

12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述utGednc

 utGednc

utGednc

utGednc

测试序列及测试内容utGednc

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AutGednc

环境压力加速测试,Accelerated Environment StressutGednc

测试序列ButGednc

使用寿命模拟测试,Accelerated Lifetime SimulationutGednc

测试序列CutGednc

封装组装整合测试,Package Assembly IntegrityutGednc

测试序列DutGednc

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

测试序列EutGednc

电气特性确认测试,Electrical VerificationutGednc

测试序列FutGednc

瑕疵筛选监控测试,Defect ScreeningutGednc

测试序列GutGednc

封装凹陷整合测试,Cavity Package IntegrityutGednc

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。

 utGednc

TEST GROUP A –  ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

A1utGednc

PreconditioningutGednc

PCutGednc

77utGednc

A2utGednc

Temperature  Humidity-Bias or Biased HASTutGednc

THB or HASTutGednc

77utGednc

A3utGednc

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

AC or UHST or THutGednc

77utGednc

A4utGednc

Temperature  CyclingutGednc

TCutGednc

77utGednc

A5utGednc

Power  Temperature CyclingutGednc

PTCutGednc

45utGednc

A6utGednc

High  Temperature Storage LifeutGednc

HTSLutGednc

45utGednc

TEST GROUP B –  ACCELERATED LIFETutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

B1utGednc

High  Temperature Operating LifeutGednc

HTOLutGednc

77utGednc

B2utGednc

Early Life  Failure RateutGednc

ELFRutGednc

800utGednc

B3utGednc

NVM Endurance,  Data Retention, and Operational LifeutGednc

EDRutGednc

77utGednc

TEST GROUP C –  PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

C1utGednc

Wire Bond  ShearutGednc

WBSutGednc

30 bonds from a minimum of 5 devicesutGednc

C2utGednc

Wire Bond PullutGednc

WBPutGednc

C3utGednc

SolderabilityutGednc

SDutGednc

15utGednc

C4utGednc

Physical  DimensionsutGednc

PDutGednc

10utGednc

C5utGednc

Solder Ball  ShearutGednc

SBSutGednc

5 balls from a min. of 10 devicesutGednc

C6utGednc

Lead IntegrityutGednc

LIutGednc

from each 10 leadsutGednc
 of 5 parts
utGednc

TEST GROUP D –  DIE FABRICATION RELIABILITY TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

D1utGednc

ElectromigrationutGednc

EMutGednc

---utGednc

D2utGednc

Time Dependent  Dielectric BreakdownutGednc

TDDButGednc

---utGednc

D3utGednc

Hot Carrier  InjectionutGednc

HCIutGednc

---utGednc

D4utGednc

Negative Bias  Temperature InstabilityutGednc

NBTIutGednc

---utGednc

D5utGednc

Stress  MigrationutGednc

SMutGednc

---utGednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

E1utGednc

Pre- and  Post-Stress Function/ParameterutGednc

TESTutGednc

AllutGednc

E2utGednc

Electrostatic Discharge  Human Body ModelutGednc

HBMutGednc

See Test MethodutGednc

E3utGednc

Electrostatic  Discharge Charged Device ModelutGednc

CDMutGednc

See Test MethodutGednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTS (CONTINUED)utGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

E4utGednc

Latch-UputGednc

LUutGednc

6utGednc

E5utGednc

Electrical DistributionsutGednc

EDutGednc

30utGednc

E6utGednc

Fault GradingutGednc

FGutGednc

---utGednc

E7utGednc

CharacterizationutGednc

CHARutGednc

---utGednc

E9utGednc

Electromagnetic  CompatibilityutGednc

EMCutGednc

1utGednc

E10utGednc

Short Circuit  CharacterizationutGednc

SCutGednc

10utGednc

E11utGednc

Soft Error  RateutGednc

SERutGednc

3utGednc

E12utGednc

Lead (Pb) FreeutGednc

LFutGednc

See Test MethodutGednc

TEST GROUP F –  DEFECT SCREENING TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

F1utGednc

Process  Average TestingutGednc

PATutGednc

---utGednc

F2utGednc

Statistical  Bin/Yield AnalysisutGednc

SBAutGednc

---utGednc

TEST GROUP G –  CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTSutGednc

#utGednc

STRESSutGednc

ABVutGednc

SAMPLE SIZE /  LOTutGednc

G1utGednc

Mechanical  ShockutGednc

MSutGednc

15utGednc

G2utGednc

Variable  Frequency VibrationutGednc

VFVutGednc

15utGednc

G3utGednc

Constant  AccelerationutGednc

CAutGednc

15utGednc

G4utGednc

Gross/Fine  LeakutGednc

GFLutGednc

15utGednc

G5utGednc

Package DroputGednc

DROPutGednc

5utGednc

G6utGednc

Lid TorqueutGednc

LTutGednc

5utGednc

G7utGednc

Die ShearutGednc

DSutGednc

5utGednc

G8utGednc

Internal Water  VaporutGednc

IWVutGednc

5utGednc

 utGednc

utGednc

总结utGednc

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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