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華證‧蔚博士懂你的疑惑!切入AEC-Q驗證的5個常見問題

2020-05-25

跨入車用電子領域的廠商對於AEC-Q標準認證應該不陌生,但要如何著手規劃實驗呢?本期VESP技術專欄,將為剛進入車電領域的夥伴們科普一下~若您對AEC-Q有一定的瞭解也歡迎寄信給我們交流噢!

Q1

正要準備跨入汽車電子領域,驗證前需要做哪些準備? 實驗硬體要做怎麼規劃? 整個Qual需要做多久? VESP能提供什麼服務?


A1 晶片器件產品進入車用市場,需要依據AEC-Q規範所要求之試驗分析項目完成驗證。建議晶片設計企業首先需以產品分類選別適用的AEC-Q標準,AEC-Q100(IC晶片)、AEC-Q101(離散元件)、AEC-Q200(被動元件) 、AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q103(微機電系統) 、AEC-Q104(多晶片模組)。

 

同時測試驗證前需依照產品應用於汽車之環境溫度範圍,來定義產品的溫度等級(Grade 0~Grade 3)

可靠性試驗中HTOL/LTOL/ELFR/HAST/THB等項目,其測試硬體的設計及品質為驗證測試項目成功與否之關鍵因素。IC設計企業在提供完整的測試需求訊息(如IC POD、應用電路圖、電壓/電流值、IC功耗等)後,可由專業之驗證服務機構統籌可靠性測試硬體設計及製作。

完整的AEC-Q 可靠性測試驗證專案時程包含測試硬體評估設計及製作、可靠性測試、樣品讀點回測(Final Test),如前述依據AEC-Q各項不同的規範標準,至少需要4~6個月來完成所有驗證項目。目前VESP兩岸實驗室針對AEC-Q 驗證分析需求提供完整的Turnkey solution,包含技術專家的技術諮詢、專業技術之教育訓練、測試硬體設計製作、可靠性測試、ESD靜電測試、失效分析、等全方位之IC驗證分析服務。

 

 
 
 
 
 
Q2

AEC-Q100 qual中PTC實驗是否需要規劃? 與另個實驗PCT實驗有什麼差異?


A2 PTC (Power and Temperature Cycling) 電源功率溫度循環試驗。PTC適用於受溫度波動影響的半導體器件,在進行功率和溫度循環測試,以驗證晶片器件在高溫和低溫極端情況下承受交替暴露的能力,可參考JESD22-A105規範標準。在AEC-Q100 規範中有提及PTC僅針對特定的SMD晶片器件;1)最大額定功率1瓦,2)ΔT J40ºC,3)具驅動電感負載設計的器件。

PCT (Pressure Cooker Test壓力鍋試驗。依據JESD22-A102 (Accelerated Moisture Resistance - Unbiased Autoclave 加速耐濕性-無偏壓壓力鍋試驗)規範提到, PCT測試目的為評估使用濕氣冷凝或濕氣飽和蒸汽的非密封封裝器件的耐濕性。此試驗是一種高加速的測試,利用加速條件 (eg. 壓力、濕度和溫度)來加速水分通過外部保護材料和通過它的金屬導體之間的介面滲透,作為激發出高濕環境下晶片器件的缺陷,如分層和金屬腐蝕及包裝材料變異性。

 

 

 
 
Q3

HAST試驗與THB試驗類似,但THB實驗時間太長了,是否可以HAST替代? 是否有限制?


A3目前業界常用的THB試驗條件為85,85% RH,1000 hours (可參考Temperature-Humidity Bias Life Test, JESD22-A101),確實試驗時間冗長嚴重影響新產品開發階段,試驗結果取得的時效性。因此HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test) 透過加速應力條件 (130℃/110,85% RH,,參考JESD22-A110)可大幅縮短試驗時間,同時更易於激發出晶片器件在嚴峻之高溫高濕環境下可能發生的失效缺陷。唯選擇HAST作為產品試驗條件前,需先確認產品的材料特性是否可承受高溫環境(130℃/110)及高壓應力(230/122KPa),避免因材料特性限制而產生非關聯性之失效。

 

 

 
 
Q4

AEC-Q100的Generic Data(通用數據)如何引用? 應該注意什麼?


A4 同一系列的晶片產品(如產品功能、制程技術、材料元素等相同),可依AEC-Q100的Generic Data原則,當一個產品系列其中一款產品成功完成驗證後,同一產品系列中的其他產品即可視為通過AEC-Q100驗證(須注意AEC-Q100 4.2章節的具體要求)。若同系列家族產品因制程工藝、材料或封裝形式等不同時,需提供技術證明確保使用Generic Data的合理性,建議可使用AEC-Q100中要求的制程變更驗證參考項目(Table 3: Process Change Qualification Guidelines for the Selection of Tests)。

 

 
 
Q5

合封產品之前有做過AEC-Q100,是否可以在加做Group H,即可宣告通過AEC-Q104 ?


A5MULTICHIP MODULES產品在AEC-Q104規範中提到,如果單晶片已完成AEC-100,AEC-Q101,AEC-Q200等驗證項目,則MULTICHIP MODULES可只選擇AEC-Q104 Group H之試驗項目即可,如下圖所示。

 

 
 


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