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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。

 4RKednc

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4RKednc

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汽车半导体器件的标准4RKednc

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4RKednc

适用领域4RKednc

AEC-Q1004RKednc

集成电路IC4RKednc

AEC-Q1014RKednc

分立器件4RKednc

AEC-Q1024RKednc

离散光电LED4RKednc

AEC-Q1034RKednc

传感器4RKednc

AEC-Q1044RKednc

多芯片组件4RKednc

AEC-Q2004RKednc

被动器件4RKednc

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4RKednc

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AEC-Q100的子标准4RKednc

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4RKednc

标准名4RKednc

中文含义4RKednc

AEC-Q100 Rev-H4RKednc

Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated  Circuits(base document4RKednc

基于集成电路应力测试认证的失效机理4RKednc

AEC-Q100-0014RKednc

Wire Bond Shear Test4RKednc

邦线切应力测试4RKednc

AEC-Q100-0024RKednc

Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge Test4RKednc

人体模式静电放电测试4RKednc

AEC-Q100-0034RKednc

Machine Model (MM) Electrostatic Discharge Test4RKednc

机械模式静电放电测试4RKednc

AEC-Q100-0044RKednc

IC Latch-Up Test4RKednc

集成电路闩锁效应测试4RKednc

AEC-Q100-0054RKednc

Non-Volatile Memory Program/Erase Endurance, Data Retention, and  Operational Life Test4RKednc

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4RKednc

AEC-Q100-0064RKednc

Electro-Thermally Induced Parasitic Gate Leakage Test (GL)4RKednc

热电效应引起的寄生门极漏电流测试4RKednc

AEC-Q100-0074RKednc

Fault Simulation and Test Grading4RKednc

故障仿真和测试等级4RKednc

AEC-Q100-0084RKednc

Early Life Failure Rate (ELFR)4RKednc

早期寿命失效率4RKednc

AEC-Q100-0094RKednc

Electrical Distribution Assessment4RKednc

电分配的评估4RKednc

AEC-Q100-0104RKednc

Solder Ball Shear Test4RKednc

锡球剪切测试4RKednc

AEC-Q100-0114RKednc

Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge Test4RKednc

带电器件模式的静电放电测试4RKednc

AEC-Q100-0124RKednc

Short Circuit Reliability Characterization of Smart Power Devices  for 12V Systems4RKednc

12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述4RKednc

 4RKednc

4RKednc

4RKednc

测试序列及测试内容4RKednc

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A4RKednc

环境压力加速测试,Accelerated Environment Stress4RKednc

测试序列B4RKednc

使用寿命模拟测试,Accelerated Lifetime Simulation4RKednc

测试序列C4RKednc

封装组装整合测试,Package Assembly Integrity4RKednc

测试序列D4RKednc

芯片晶圆可靠度测试,Die Fabrication Reliability4RKednc

测试序列E4RKednc

电气特性确认测试,Electrical Verification4RKednc

测试序列F4RKednc

瑕疵筛选监控测试,Defect Screening4RKednc

测试序列G4RKednc

封装凹陷整合测试,Cavity Package Integrity4RKednc

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。

 4RKednc

TEST GROUP A –  ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

A14RKednc

Preconditioning4RKednc

PC4RKednc

774RKednc

A24RKednc

Temperature  Humidity-Bias or Biased HAST4RKednc

THB or HAST4RKednc

774RKednc

A34RKednc

Autoclave or  Unbiased HAST or Temperature Humidity (without Bias)4RKednc

AC or UHST or TH4RKednc

774RKednc

A44RKednc

Temperature  Cycling4RKednc

TC4RKednc

774RKednc

A54RKednc

Power  Temperature Cycling4RKednc

PTC4RKednc

454RKednc

A64RKednc

High  Temperature Storage Life4RKednc

HTSL4RKednc

454RKednc

TEST GROUP B –  ACCELERATED LIFET4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

B14RKednc

High  Temperature Operating Life4RKednc

HTOL4RKednc

774RKednc

B24RKednc

Early Life  Failure Rate4RKednc

ELFR4RKednc

8004RKednc

B34RKednc

NVM Endurance,  Data Retention, and Operational Life4RKednc

EDR4RKednc

774RKednc

TEST GROUP C –  PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

C14RKednc

Wire Bond  Shear4RKednc

WBS4RKednc

30 bonds from a minimum of 5 devices4RKednc

C24RKednc

Wire Bond Pull4RKednc

WBP4RKednc

C34RKednc

Solderability4RKednc

SD4RKednc

154RKednc

C44RKednc

Physical  Dimensions4RKednc

PD4RKednc

104RKednc

C54RKednc

Solder Ball  Shear4RKednc

SBS4RKednc

5 balls from a min. of 10 devices4RKednc

C64RKednc

Lead Integrity4RKednc

LI4RKednc

from each 10 leads4RKednc
 of 5 parts
4RKednc

TEST GROUP D –  DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

D14RKednc

Electromigration4RKednc

EM4RKednc

---4RKednc

D24RKednc

Time Dependent  Dielectric Breakdown4RKednc

TDDB4RKednc

---4RKednc

D34RKednc

Hot Carrier  Injection4RKednc

HCI4RKednc

---4RKednc

D44RKednc

Negative Bias  Temperature Instability4RKednc

NBTI4RKednc

---4RKednc

D54RKednc

Stress  Migration4RKednc

SM4RKednc

---4RKednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

E14RKednc

Pre- and  Post-Stress Function/Parameter4RKednc

TEST4RKednc

All4RKednc

E24RKednc

Electrostatic Discharge  Human Body Model4RKednc

HBM4RKednc

See Test Method4RKednc

E34RKednc

Electrostatic  Discharge Charged Device Model4RKednc

CDM4RKednc

See Test Method4RKednc

TEST GROUP E –  ELECTRICAL VERIFICATION TESTS (CONTINUED)4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

E44RKednc

Latch-Up4RKednc

LU4RKednc

64RKednc

E54RKednc

Electrical Distributions4RKednc

ED4RKednc

304RKednc

E64RKednc

Fault Grading4RKednc

FG4RKednc

---4RKednc

E74RKednc

Characterization4RKednc

CHAR4RKednc

---4RKednc

E94RKednc

Electromagnetic  Compatibility4RKednc

EMC4RKednc

14RKednc

E104RKednc

Short Circuit  Characterization4RKednc

SC4RKednc

104RKednc

E114RKednc

Soft Error  Rate4RKednc

SER4RKednc

34RKednc

E124RKednc

Lead (Pb) Free4RKednc

LF4RKednc

See Test Method4RKednc

TEST GROUP F –  DEFECT SCREENING TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

F14RKednc

Process  Average Testing4RKednc

PAT4RKednc

---4RKednc

F24RKednc

Statistical  Bin/Yield Analysis4RKednc

SBA4RKednc

---4RKednc

TEST GROUP G –  CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTS4RKednc

#4RKednc

STRESS4RKednc

ABV4RKednc

SAMPLE SIZE /  LOT4RKednc

G14RKednc

Mechanical  Shock4RKednc

MS4RKednc

154RKednc

G24RKednc

Variable  Frequency Vibration4RKednc

VFV4RKednc

154RKednc

G34RKednc

Constant  Acceleration4RKednc

CA4RKednc

154RKednc

G44RKednc

Gross/Fine  Leak4RKednc

GFL4RKednc

154RKednc

G54RKednc

Package Drop4RKednc

DROP4RKednc

54RKednc

G64RKednc

Lid Torque4RKednc

LT4RKednc

54RKednc

G74RKednc

Die Shear4RKednc

DS4RKednc

54RKednc

G84RKednc

Internal Water  Vapor4RKednc

IWV4RKednc

54RKednc

 4RKednc

4RKednc

总结4RKednc

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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