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2019-11-14

汽车电子线路板清洗剂韦德国际1946官方网站分享:汽车电子集成电路应力测试认证的失效机理

发布者:韦德国际1946官方网站Unibright ; 浏览次数:852

汽车电子线路板清洗剂韦德国际1946官方网站分享:汽车电子集成电路应力测试认证的失效机理


前言

AEC(Automotive ElectronicsCouncil)是由通用汽车、福特和克莱斯勒共同建立的一套通用零件资质及质量系统标准的汽车电子委员会。而标准AEC-Q100《基于集成电路应力测试认证的失效机理》是AEC的第一个标准,并于1994年首次发布。由于符合AEC标准的零件均可被这三家企业同时采用,所以促进了零件制造商交换其产品特性数据的意愿,并推动了汽车零件的通用性发展,使得AEC标准逐渐成为了汽车电子零件的通用测试规范。经过20多年的发展,AEC-Q100已经成为了汽车电子系统的通用标准。

 

AEC-Q100是预防可能发生各种状况或潜在的故障状态,对每一个器件进行严格的质量与可靠性确认,特别对产品功能与性能进行标准化测试。目的是要确定一种器件在应用中能够通过应力测试以及被认为能够提供某种级别的品质和可靠性。

 

AEC-Q100区别于其他检测认证就是可以使用可接受的通用数据来简化认证流程,同时考核认证所使用的器件,必须与量产时保持一致,当器件工艺变更时则需要重新进行认证等等。随着二十多年的发展,AEC-Q100经历了几次换版,目前网上有E版(2003年)、G版(2007年)的个人翻译非完全中文版,由于出自非官方,标准中的大多数内容都是直译,若不长期从事元器件可靠性与质量评价或熟悉一些元器件的常用国内外军标、国标及行标的试验方法及流程,那么对理解AEC-Q100可能存在一定的难度。2014年发布的AEC-Q100-Rev-H版相比E版、G版在器件的温度等级分类、测试项目及条件等内容上均有变化,现就对标准中的一些重点内容进行翻译和解析。


1.AEC-Q100的范围

本标准包括了一系列的应力测试失效机理、最低应力测试认证的要求及集成电路认证的参考测试条件。这些测试能够模拟器件及封装失效,目的是相对于一般使用条件而加速发生失效。这组测试应该区别使用,并且每个认证方案应检查:

  • 任何潜在新的及独特的失效机理;

  • 任何应用中无明显失效但测试或条件可能会导致失效的情况;

  • 任何极端的使用条件及或应用程序都可能对加速产生不利的影响。

使用本规范并不是要免除器件供应商满足自身内部资格认证的责任。在本规范中,用户的定义为使用符合本规范认证器件的客户,客户负责确认和验证所有数据符合本规范的要求。鼓励供应商对由其规格书里注明器件的温度等级。

2术语定义

  • 器件的温度等级分类

AEC-Q100-H版相比E版、G版取消了等级4(等级4:环境工作温度范围0℃-+70℃),环境工作温度范围见表1所示。

表1  器件的温度等级分类

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  • AEC-Q100认证

通过该文件规定的全部试验项目合格后,允许供应商声称该零件通过AEC-Q100认证。对于ESD,强烈建议在供应商数据表中注明通过的电压,例如“符合ESD分类2的AEC-Q100”。

  • 用户适用性确认

用户负责对器件的温度等级进行确认,其确认方法不在此标准之列。

3通用要求

  • 目标

该规范的目标是建立一个标准,以描述基于一套最低认证要求的集成电路工作温度等级,明确如何通过试验, 对器件的温度等级进行分类

  • 零缺陷

认证和本文件的其他方面都是为了达到零缺陷的目标,需要完成零缺陷项目的基本内容都可以在AEC-Q004零缺陷指导原则里查到。

  • 文件优先顺序

当此文件与其它的文件规定有冲突时, 请按以下程序进行:

  1. 用户订单

  2. 器件技术规格书

  3. 本标准

  4. 其它参考文件(如汽车标准、美军标、行业标准)

  5. 供应商提供的数据表

4满足认证和重新认证要求的通用数据的使用

  • 通用数据的定义

鼓励采用通用数据来简化认证过程,通用数据可以提供给用户用于其它测试需求。通用数据必须基于一系列特殊要求,这些要求应采用表3和附件1的列示表格,表明器件参数和制造工艺的所有特性。如果通用数据包含了任何失效,这个数据就不能作为通用数据,除非供应商针对用户可接受的失效情况记录并实施了纠正及预防措施。

 

附件1对所测器件数据按组分类,以便形成通用数据。表3 规定了器件新工艺或工艺变更时的考核要求。当缺少某一测试项目时,器件供应商应说明不做该测试的理由。

  • 通用数据接受的时间限制

通用数据的可接受性没有时间限制,使用下图获取可使用的通用数据。这些数据必须取自附录1定义的特殊器件或同系列中的器件,包括任何客户的特殊认证数据,制程认证改变,周期可靠性监控数据(图1所示)

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图1  通用数据时间进程

5测试样品

测试样品应由合格系列中具有代表性的器件构成。如缺少通用数据,就需要进行多批次的测试,表2中所示的测试样本必须由非连续晶圆批次中大致相等的数量组成,并在非连续成型批次中装配,也就是说样品在生产厂里必须是分散的或在装配生产线至少有一个非限定批次。任何偏离上述规定的情况都需要供应商解释。

考核认证所使用的器件,必须与量产时保持一致,但对于电性能测试则可以在其电特性确定有效之后再进行测量。

已经用来做非破坏性认证测试的器件可以用来进行其他认证测试,但进行破坏性认证测试的器件则不能再次使用。

用于认证测试的样品尺寸与(或)提交的通用数据必须与表2 中指定的最小样品尺寸和接收标准一致。如果供应商选择使用通用数据来认证,若特殊的测试条件及结果必须记录并对使用者有可用性。对于现有可用的通用数据,应首先满足这些要求和表2 的每个测试要求。如果通用数据不能满足这些要求,则需要进行器件特殊认证测试。

6认证和重新认证

  • 新器件认证

新器件的应力测试流程如图2所示,测试条件见表2。对于每个鉴定,供应商必须有所有这些测试的可用数据,无论是器件的合格测试数据还是可接受的通用数据,还应对同系列产品中的其他器件进行审查,以确保该系列中没有常见的失效机理。任何时候使用通用数据都必须由供应商提供得到用户批准的证明。

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图2  新器件的应力测试流程

表2 认证测试方法


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注:H仅适用于气密封器件;P仅适用于塑封器件;B仅适用于焊球表面贴装(BGA)器件;N非破坏性测试,器件还可以用到其它测试上或生产;D破坏性测试,器件不能重新用来认证和生产;S仅适用于表面贴装塑封器件;G适用于器件的通用数据;K使用AEC-Q100-005方法来对独立非易失性存储器集成电路或带有非易失性存储器模块的集成电路进行预处理;L仅适用于无铅器件。在应力试验前后所进行的电性能试验结果,均须符合器件的规定指标。

  • 器件工艺变更重新认证

当供应商对器件的形状、功能、配件、质量及工艺变更时,需要对器件进行重新认证(根据表3的规定)。

表3  针对制程改变选择测试的认证原则

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注:一个字母或“●”表示对于适当的制程改变,应考虑应力测试的性能。

  • 需要重新认证的变更

对附录1中产品的任何更改更改都需要执行表2中列出的测试项目,并使用表3来制订认证测试计划。

  • 通过再认证的标准

应对所有重新认证的失效器件进行原因分析。并且采取有效的纠正和预防措施后,该器件才可能被视为通过AEC-Q100。

  • 用户批准

变更可能不会影响器件的工作温度等级,但可能会影响器件在使用中的性能。用户需要对变更进行单独的授权,这种授权方法不再本规范的范围内。

  • 无铅器件的认证

AEC-Q005无铅要求中规定了在采用无铅工艺可能出现的质量和可靠性问题所要求的额外要求。无铅工艺中使用的材料包括引出端电镀和电路板焊接。无铅工艺通常需要更高的温度来产生可接受的焊点质量和可靠性。这些高温可能会对塑封集成电路的潮湿敏感度等级产生不利的影响。因此,可能需要更优、更坚固的模塑料。如果需要改变封装工艺来为器件无铅加工提供稳定性,供应商应参考本规范中的工艺变更资质要求。在应力测试前,应按IPC/JEDEC-STD-020进行预处理。

7认证测试

  • 通用测试

测试流程及测试条件见图2及表2所示。并非所有测试均适用于所有器件。例如,某些测试仅适用于陶瓷封装器件,其他测试仅适用于具有非易失存储的器件等等。表2的“注释”中指定了适用于特殊器件类型的测试,在“附件要求”中也提供了重点测试要求,取代了参考测试方法的要求。任何用户要求的未列入本规范的特别测试和条件,需要供应商及用户进行协商。

  • 特殊测试

对于气密封及塑封器件,必须进行以下测试,并且不允许采用通用数据,但可以采用器件的特殊数据。

  1. 静电放电测试(ESD)

  2. 闩锁效应测试(LATCH-UP TEST)

  3. 电性能参数,参照AEC-Q001的器件平均测试指导原则,按Q100-009的取样要求,用3个连续批或矩阵批次测试器件的工作温度等级、电压及频率范围

  4. 用户指定的其他测试

  • 抗磨损可靠性测试

与磨损失效机理相关的新技术和材料无论何时被认证,以下列出的失效机理测试都必须是可应用的。数据、测试方法、计算和内部标准在每种新器件的认证上不需要论证和执行,但应满足用户的要求。

  1. 电迁移

  2. 电介质击穿

  3. 热载流子注入效应

  4. 负偏压温度不稳定性

  5. 应力迁移


参考文献:AEC-Q100-Rev-H版

来源:技术游侠




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