AEC-Q100 - 基於積體電路應力測試認證的失效機理
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AEC-Q100 - 基於積體電路應力測試認證的失效機理
作者：江志宏
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隨著汽車電子技術的進步，今天的汽車裏都有很多繁複的數據管理控制系統，並透過許多各自獨立的電路，來傳遞每個模組間所需要的訊號，汽車內部的系統就好比電腦網路的「主從架構」，在主體控制單元與每個周邊模組中，車用電子零件分為三大類別，包含IC、離散半導體、被動元件三大類別，為了確保這些汽車電子零組件符合汽車安全的最高標準，美國汽車電子協會(AEC，Automotive
Electronics Council )係以主動零件[微控制器與積體電路..等]為標的所設計出的一套標準
[AEC-Q100]、針對被動元件設計為[[AEC-Q200]，其規範了被動零件所必須達成的產品品質與可靠度，AEC-Q100為AEC組織所制訂的車用可靠性測試標準，為3C&IC廠商打進國際車用大廠模組的重要入場卷，也是提高台灣IC可靠性品質的重要技術，此外，目前國際大廠已經通過車用安全性標準(ISO-26262)，而AEC-Q100則為通過該標準的基本要求。
AEC規範免費下載網頁：
零件工作溫度等級定義：
要求：該規範的目的是建立一個標準，用以描述基於一套最低認證要求的積體電路工作溫度等級，為了達到零缺陷的目標，需要完成零缺陷項目的基本內容都可以在AEC-Q004查到
0等級：環境工作溫度範圍-40℃～<span lang="EN-US" style="color: #0℃
1等級：環境工作溫度範圍-40℃～<span lang="EN-US" style="color: #5℃
2等級：環境工作溫度範圍-40℃～<span lang="EN-US" style="color: #5℃
3等級：環境工作溫度範圍-40℃～<span lang="EN-US" style="color: #℃
4等級：環境工作溫度範圍<span lang="EN-US" style="color: #℃～<span lang="EN-US" style="color: #℃
要求通過的車用電子零配件哉要列表：
車用一次性記憶體、電源降壓穩壓器、車用光電耦合器、三軸加速規感測器、視訊解碼器、整流器、環境光感測器、非易失性鐵電存儲器、電源管理、嵌入式快閃記憶體、穩壓器、車規網路通訊設備、液晶驅動、單電源差動放大器、電容接近式開關、高亮度驅動器、非同步切換器、、、高級駕駛員輔助系統晶片、接收器、前端放大器等
專有名詞整理：
美國汽車電子協會
Automotive Electronic Council
由車廠[克萊斯勒(Chrysler)、福特(Ford)、通用汽車(GM)]發起並創立於1994年，目前會員遍及全球各大汽車廠、汽車電子與半導體廠商。
零件平均測試指導原則
統計式良品率分析的指導原則
晶片產品的電性表現特性化的指導原則
基於積體電路應力測試認證的失效機理
規範了零件供應商所必須達成的產品品質與可靠度，試驗條件多仍以JEDEC或MIL-STD為主，外加上其他獨立建置的測試手法。
AEC-Q100-001
邦線切應力測試
AEC-Q100-002
人體模式靜電放電測試
AEC-Q100-003
機械模式靜電放電測試
AEC-Q100-004
積體電路閂鎖效應測試
AEC-Q100-005
可寫可擦除的永久性記憶的耐久性、資料保持及工作壽命的測試
AEC-Q100-006
熱電效應引起的寄生閘極漏電流測試
AEC-Q100-007
故障仿真和測試等級
AEC-Q100-008
早期壽命失效率（ELFR）
AEC-Q100-009
電分配評估
AEC-Q100-010
錫球剪切測試
AEC-Q100-011
帶電器件模式的靜電放電測試
AEC-Q100-012
12V系統靈敏功率設備的短路可靠性描述
汽車級半導體分立器件應力測試認證
無源器件應力測試標準
AEC-Q200-001
AEC-Q200-002
人體模式靜電放電測試
AEC-Q200-003
橫樑負載、斷裂強度
AEC-Q200-004
自恢復保險絲測量程式
AEC-Q200-005
板彎曲度測試
AEC-Q200-006
表面貼裝後的剪切強度測試
AEC-Q200-007
百萬缺陷數
defect per million
半導體元件的缺陷率
高可靠性認證流程
High Reliability Certified Flow
車輛機能安全
生產零件批准程序
Production Parts Approval Process
積成電路輻射測量程序
MIL-STD-883
微電子測試方式和程序
JEDEC JESD-22
裝氣件可靠性測試方法
EIA/JESD78
積成電路閉鎖效應測試
stress testing
器件和器具塑料材質零件的易燃性測試
Zero Defect
車用產品驗證流程圖：
AEC-Q100類別與測試：
說明：AEC-Q100規範7大類別共41項的測試
群組A-加速環境應力測試(ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS
TESTS)共6項測試，包含：PC、THB、HAST、AC、UHST、TH、TC、PTC、HTSL
群組B-加速生命週期模擬測試(ACCELERATED LIFETIME SIMULATION
TESTS)共3項測試，包含：HTOL、ELFR、EDR
群組C-封裝組裝完整性測試(PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY
TESTS)共6項測試，包含：WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI
群組D-晶片製造可靠性測試(DIE FABRICATION RELIABILITY
TESTS)共5項測試，包含：EM、TDDB、HCI、NBTI、SM
群組E-電性驗證測試(ELECTRICAL VERIFICATION TESTS)共11項測試，包含：TEST、FG、HBM/MM、CDM、LU、ED、CHAR、GL、EMC、SC、SER
群組F-缺陷篩選測試(DEFECT SCREENING TESTS)共11項測試，包含：PAT、SBA
群組G-腔封裝完整性測試(CAVITY PACKAGE INTEGRITY
TESTS)共8項測試，包含：MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV
測試項目簡稱說明：
AC：壓力鍋
CA：恆加速
CDM：靜電放電帶電器件模式
CHAR：特性描述
DROP：包裝跌落
DS：晶片剪切試驗
ED：電分配
EDR：非易失效儲存耐久性、數據保持性、工作壽命
ELFR：早期壽命失效率
EM：電遷移
EMC：電磁兼容
FG：故障等級
GFL：粗/細氣漏測試
GL：熱電效應引起閘極漏電
HBM：靜電放電人體模式
HTSL：高溫儲存壽命
HTOL：高溫工作壽命
HCL：熱載流子注入效應
IWV：內部吸濕測試
LI：引腳完整性
LT：蓋板扭力測試
LU：閂鎖效應
MM：靜電放電機械模式
MS：機械衝擊
NBTI：富偏壓溫度不穩定性
PAT：過程平均測試
PC：預處理
PD：物理尺寸
PTC：功率溫度循環
SBA：統計式良率分析
SBS：錫球剪切
SC：短路特性描述
SD：可焊性
SER：軟誤差率
SM：應力遷移
TC：溫度循環
TDDB：時經介質擊穿
TEST：應力測試前後功能參數
TH：無偏壓濕熱
THB、HAST：有施加偏壓的溫濕度或高加速應力試驗
UHST：無偏壓的高加速應力試驗
VFV：隨機振動
WBS：焊線剪切
WBP：焊線拉力
溫濕度試驗條件整理：
THB(有施加偏壓的溫濕度，依據JESD22
A101)：85℃/85%R.H./1000h/bias
HAST(高加速應力試驗，依據JESD22
A110)：130℃/85%R.H./96h/bias、110℃/85%R.H./264h/bias
AC(壓力鍋，依據JEDS22-A102，設備：)：121℃/100%R.H./96h
UHST(無偏壓的高加速應力試驗，依據JEDS22-A118，設備：)：110℃/85%R.H./264h
TH(無偏壓濕熱，依據JEDS22-A101，設備：)：85℃/85%R.H./1000h
TC(溫度循環，依據JEDS22-A104，設備：、)：
等級0：-50℃←→150℃/2000cycles
等級1：-50℃←→150℃/1000cycles
等級2：-50℃←→150℃/500cycles
等級3：-50℃←→125℃/500cycles
等級4：-10℃←→105℃/500cycles
PTC(功率溫度循環，依據JEDS22-A105，設備：)：
等級0：-40℃←→150℃/1000cycles
等級1：-65℃←→125℃/1000cycles
等級2～4：-65℃←→105℃/500cycles
HTSL(高溫儲存壽命，JEDS22-A103，設備：)：
塑料封裝零件：
等級0：150℃/2000h
等級1：150℃/1000h
等級2～4：125℃/1000h or 150℃/5000h
陶瓷封裝零件：200℃/72h
HTOL(高溫工作壽命，JEDS22-A108，設備：)：
等級0：150℃/1000h
等級1：150℃/408h or 125℃/1000h
等級2：125℃/408h or 105℃/1000h
等級3：105℃/408h or 85℃/1000h
等級4：90℃/408h or 70℃/1000h
ELFR(早期壽命失效率，AEC-Q100-008)：通過這項應力測試的器件可以用在其他應力測試上，通用數據可以使用，ELFR前後的測試在是溫和高溫條件下進行。
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航空机载设备 结冰试验/凝露试验/冷凝试验1、测试目的如果温度、海拔和湿度发生快速变化时可能会出现结冰的情况，这些测试确定了必须运行的设备暴露在结冰情况下时的性能特点。2、试验概况根据使用和安装在飞机上的设备类型来确定三个结冰测试程序。注：结冰类型的选择取决于飞机上（或飞机里）的设备位置和期望的结冰条件类型。在评估这些要求时，设备设计者必须考虑这些条件，这取决于设备的最终应用和使用。这些测试普遍适用于安装在飞机的外部表面或非温度控制区域，这些地方经常出现温度、海拔和湿度快速变化的情况。这些程序确定了评估执行或飞机设备上各种结冰情况影响的测试方法，即：a. 外部冰或附着在上面的霜冻所产生的影响。b. 水凝结结冰或融化冰再冻结所造成的结冰影响。c. 由于直接水暴露所造成的冰聚集影响。3、设备类型下列类型覆盖了在飞机上通常所发生的结冰条件。A 类：该测试适用于外部安装或在飞机非温度控制区域上的设备，在这些地方，当设备冷浸到极端低下的温度，并且随后在结冰温度下遇到湿气时会出现冷凝现象，从而导致这些地方发生结冰或霜冻的情况。B 类：该测试适用于有移动部件的设备。在这些移动部件中，结冰可能会阻碍或妨碍发生移动，或者，冰块的膨胀导致的力量可能会破坏结构或功能部件。在设备中或设备上形成的冰块来源于冷凝，结冰，融化和/或再结冰，并且可能在非密封外壳内部逐渐聚集水或冰块。C 类：该测试适用于安装在外部区域或在非温度控制区域上的物件，佛山，这些地方有聚集游离水，从而随后在设备冷表面结冰的危险。该测试用来检验设备性能上的冰块厚度影响，或者在去冰行动必要前确定允许的冰块最厚度。适用设备性能标准应确定要求的冰块厚度和分布，同时确定冰块逐渐聚集的要求。 国军标GJB150.12砂尘试验 吹砂/吹尘/降尘 试验机构 检测报告关键词：GJB150.12A-2009砂尘试验哪里可以做？砂尘试验哪里可以做？可以做砂尘试验的检测机构 ？砂尘试验的目的：& & &&小颗粒尘程序，其目的在于评价装备对可能阻塞开口，渗入裂缝，轴承和街头的灰尘的抵御能力，也用来评价过滤装置的工作效能；吹砂程序其目的在于评价装备能否在吹砂条件下贮存和工作。砂尘试验的环境效应：& & & &自然沙尘环境通常与干热地区有关，但在大多数其他地区也季节性地存在这种环境，因此自然界产生的砂尘暴是装备使用时要考虑的一个重要因素。但随着军事行动机械化程度的提高，它们引起的问题比自然沙尘环境引起的问题还要多，为了帮助确定本试验是否适用于试验的装备，应至少考虑下列典型影响：1表面的磨损和磨蚀；2.密封渗透；3.电路性能裂化；4.开口和过滤装置堵塞5.配合部件的物理影响；6.活动部件卡住和受阻碍7.热传导性降低；8.光学特性受影响9.由于妨碍通风或冷却引起过热和着火危险。砂尘试验包含三个砂尘试验程序：1吹尘；2吹砂；3降尘三个试验程序的区别：程序一：吹尘，主要用于研究装备对吹尘（直径小于等于149um）作用的适应能力；程序二：吹砂，，主要用于研究装备对吹砂（直径为150um-850um）作用的适应能力；程序三：降尘，主要研究几乎没有空气流动的尘土可长时间积存的遮盖或封闭的区域的影响。降尘还能影响顶部表面积累有灰尘的装备的散热。降尘试验还用于验证户外使用的空气污染采样器入口处空气过滤器的质量。三个试验程序的风速：吹尘试验：吹尘试验程序中使用的风速包括保持试验条件所需的1.5m/s的低风速，，以及8.9m/s的典型沙漠风的较高速度。吹砂试验：除装备在现场使用中有更大的风速外，否则吹砂的风速为18m/s-29m/s.降尘试验：仅采用足以驱散试件上面的空气中的尘土的风速，并保证在试件处的风速不超过0.2m/s.三个试验程序沙尘的浓度：吹尘：10.6g/m3；吹砂试验：①对可能出现在上空飞行直升飞机附近工作的装备：2.2g/m3；②不会在飞行的飞机附近使用或暴露，，但可能未加防护的在开动着的地面车辆附近工作或贮存的装备1.1g/m3；③对于只承受自然条件影响的装备：0.18g/m3；降尘试验：6g/m2；三个试验程序持续时间：吹尘试验：除另有规定外，在23摄氏度进行6h的吹尘试验，外加6h的高温贮存或高温工作吹尘试验。必要时在第1个6h后停止试验，以便在开始第二个6小时周期前稳定试验箱条件；吹砂试验：每个易损面进行砂尘至少90min；降尘试验：试验3天；AEC-Q100认证 汽车集成电路应力测试 检测机构& & &&&随着汽车电子技术的进步，今天的汽车里都有很多繁复的数据管理控制系统，并透过许多各自独立的电路，来传递每个模块间所需要的讯号，汽车内部的系统就好比计算机网络的「主从架构」，在主体控制单元与每个周边模块中，车用电子零件分为三大类别，包含集成电路、离散半导体、被动组件三大类别。AEC-Q100类别与测试：说明：AEC-Q100规范7大类别共41项的测试群组A-加速环境应力测试：PC、THB、HAST、AC、UHST、TH、TC、PTC、HTSL（6）群组B-加速生命周期模拟测试：HTOL、ELFR、EDR（3）群组C-封装组装完整性测试：WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI（6）群组D-芯片制造可靠性测试：EM、TDDB、HCI、NBTI、SM（5）群组E-电性验证测试：TEST、FG、HBM/MM、CDM、LU、ED、CHAR、GL、EMC、SC、SER（11）群组F-缺陷筛选测试：PAT、SBA（2）群组G-腔封装完整性测试：MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV（8）湿热度试验条件整理：THB(有偏压湿热，依据JESD22 A101)：85℃/85%R.H./1000h/biasHAST(高加速应力试验，依据JESD22 A110)：130℃/85%R.H./96h/bias、110℃/85%R.H./264h/biasAC(高压蒸煮，依据JEDS22-A102，设备：PCT-S)：121℃/100R.H./96hUHST(无偏压的高加速应力试验，依据JEDS22-A118，设备：HAST-S)：110℃/85%R.H./264hTH(无偏压湿热，依据JEDS22-A101，设备：THS)：85℃/85%R.H./1000hTC(温度循环，依据JEDS22-A104，设备：TSK、TC)：等级0：-50℃←→150℃/2000cycles等级1：-50℃←→150℃/1000cycles等级2：-50℃←→150℃/500cycles等级3：-50℃←→125℃/500cycles等级4：-10℃←→105℃/500cyclesPTC(功率温度循环，依据JEDS22-A105，设备：TSK)：等级0：-40℃←→150℃/1000cycles等级1：-65℃←→125℃/1000cycles等级2～4：-65℃←→105℃/500cyclesHTSL(高温储存寿命，JEDS22-A103，设备：OVEN)：塑料封装零件：等级0：150℃/2000h等级1：150℃/1000h等级2～4：125℃/1000h or 150℃/5000h陶瓷封装零件：200℃/72hHTOL(高温工作寿命，JEDS22-A108，设备：OVEN)：等级0：150℃/1000h等级1：150℃/408h or 125℃/1000h等级2：125℃/408h or 105℃/1000h等级3：105℃/408h or 85℃/1000h等级4：90℃/408h or 70℃/1000h
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