車規級AEC-Q100、AEC-101、AEC-200標準解讀

AEC-Q100標準

Q100是最早的一個標準，初版是1994 年 6 月提交給了所有的 IC 供應商，現在的Rev H版本是2014.09.11發布的，至今沒有再更新了。我們先來看一下標準的全稱: Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits，基于集成電路應力測試認證的失效機理，名字有點長，所以一般就叫“集成電路的應力測試標準”。集成電路應該算是用得最多的，大家也最關注的，所以我們就把Q100講得詳細一點。Q100除主標準(base document)外，還有12個分標準，從001到012，分別如下：

• AEC-Q100 Rev-H: Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits(base document)，主標準。
• AEC-Q100-001 Rev-C: Wire Bond Shear Test，邦線切應力測試。
• AEC-Q100-002 Rev-E: Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge Test人體模式靜電放電測試。
• AEC-Q100-003 Rev-E: Machine Model (MM) Electrostatic Discharge Test，[Decommissioned] 機械模式靜電放電測試，已廢止，因為JEDEC里面也給淘汰了。
• AEC-Q100-004 Rev-D: IC Latch-Up Test集成電路閂鎖效應測試。
• AEC-Q100-005 Rev-D1: Non-Volatile Memory Program/Erase Endurance, Data Retention, and Operational Life Test 非易失性存儲程序/擦除耐久性、數據保持及工作壽命的測試。
• AEC-Q100-006 Rev-D: Electro-Thermally Induced Parasitic Gate Leakage Test (GL) [Decommissioned] 熱電效應引起的寄生門極漏電流測試，已廢止，因為認證測試不需要了（lack of need）。
• AEC-Q100-007 Rev-B: Fault Simulation and Test Grading，故障仿真和測試等級。
• AEC-Q100-008 Rev-A: Early Life Failure Rate (ELFR) 早期壽命失效率。
• AEC-Q100-009 Rev-B: Electrical Distribution Assessment電分配的評估。
• AEC-Q100-010 Rev-A: Solder Ball Shear Test錫球剪切測試。
• AEC-Q100-011 Rev-D: Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge Test帶電器件模式的靜電放電測試。
• AEC - Q100-012 - Rev-: Short Circuit Reliability Characterization of Smart Power Devices for 12V Systems 12V 系統靈敏功率設備的短路可靠性描述。

13個文檔中，2個已經是廢止狀態，012適用于我們之前電氣架構里面講過的HSD和LSD等智能芯片。

舉個例子，從下面這個英飛凌的HSD芯片手冊里面我們就能看到，ESD測試依據了AEC-Q100-002和011，短路測試用到了012。

溫度范圍

做過汽車電子設計的小伙伴們應該都了解，溫度在汽車電子設計中非常關鍵，所以選芯片時，溫度范圍這個參數就非常關鍵。

AEC-Q100從REV G升級到H版后，刪掉了Grade 4，也就是不能用于車載應用的0度～+70度溫度范圍。

器件認證測試

AEC-Q100的測試項目非常多，一共分成了7個測試組群，我們大概了解一下就可以了。

• 測試群組A：環境壓力加速測試，如室溫、高溫，濕度，溫濕度循環等；
• 測試群組B：使用壽命模擬測試，室溫、高低溫壽命測試；
• 測試群組C：封裝組裝整合測試 ，主要是邦線相關的測試；
• 測試群組D：芯片晶圓可靠度測試，如電遷移，熱載流子等；
• 測試群組E：電氣特性確認測試；如ESD，EMC，短路閂鎖等；
• 測試群組F：瑕疵篩選監控測試，過程平均測試及良率分析；
• 測試群組G：封裝凹陷整合測試，包括機械沖擊、震動、跌落等測試。

我把標準里面的整個測試流程貼出來了，大家可以感受一下這個復雜度，體會一下這個認證的難度。整個認證的測試項目涵蓋了溫度、濕度、機械沖擊、振動、EMC，ESD，電遷移、應力遷移、熱載流子注入、閂鎖效應、芯片剪切等方面的試驗，涉及的芯片階段從設計（變更、晶圓尺寸）、晶圓制造（光刻、離子注入、制造場所轉移），到封裝（引線材質、芯片清潔、塑封、制造場所轉移）等。

再看下具體的要求，比如Grade 0溫度循環是在-55度～+150度進行2000個循環，所有等級（Grade0～3）的高溫工作要求都是1000個小時，也就是42天，大家感受一下，光溫度箱的電費都不少錢?？偨Y一下AEC-Q100測試：

• 測試分成了7個測試組群；
• 循環類多數都是1000個循環；
• 耐久類多數都是1000小時；
• 共計45種各類試驗項目；
  
  AEC-Q101標準
  Q101標準是用于分立半導體器件的，標準全稱：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，基于分立半導體應力測試認證的失效機理，名字有點長，所以一般就叫“分立半導體的應力測試標準”?，F在的Rev E版本是2021.03.01剛發布的最新版。 Q101除主標準外，還有6個標準，從001到006，分別如下：
  • AEC-Q101-001 Rev-A: HBM ESD，人體模型靜電測試。
  • AEC-Q101-002 Rev-A: MM ESD，機械模式靜電測試，和Q100一樣，已廢止。
  • AEC-Q101-003 Rev-A: 邦線切應力測試。
  • AEC-Q101-004 Rev-:多種測試。
  • AEC-Q101-005 Rev-: 帶電器件模式的靜電測試。
  • AEC-Q101-006 Rev-: 12V系統靈敏功率設備的短路可靠性描述。

6個文檔中，1個已經是廢止狀態，006適用于我們之前電氣架構里面講過的一些不在Q100范圍內的HSD或LSD智能器件。
標準范圍
集成電路大家聽得比較多，也容易理解，但是分立半導體器件估計非業內人士都是第一次聽到，我就大概解釋下哪些算是分立半導體器件。先放張標準原圖，大家感受一下：

AEC-Q101按Wafer Fab晶圓制造技術，分為以下幾種，主要是MOS、IGBT、二極管、三極管、穩壓管、TVS、可控硅等。
溫度范圍
關于溫度范圍這塊兒，比起Q100針對芯片區分了4檔溫度范圍、最高才150度，Q101標準簡單粗暴，規定最低溫度范圍就是-40度～+125度，你可以高，但不能低。
AEC-Q200標準
Q200標準是用于被動器件的，標準全稱：Stress Test Qualification For Passive Components，被動器件應力測試認證，這個名字比Q100和101短多了?，F在的Rev D版本是2010年的，距今已經十幾年了。 Q200除主標準外，還有7個標準，從001到007，分別如下：

• AEC-Q200-001 Rev-B: 阻燃性能測試
• AEC-Q200-002 Rev-B: HBM ESD，人體模型靜電測試
• AEC-Q200-003 Rev-B: 斷裂強度測試
• AEC-Q200-004 Rev-A: 可恢復保險絲測試。
• AEC-Q200-005 Rev-A: 板彎曲/端子邦線應力測試。
• AEC-Q200-006 Rev-A: 端子應力（SMD貼片元件）/切應力測試。
• AEC-Q200-007 Rev-A: 浪涌電壓測試。

4.3.1 標準范圍
非業內人士，估計第一次聽到被動器件這個詞，我就大概解釋下，哪些算是被動器件。先放張標準原圖，大家感受一下：

AEC-Q200涵蓋的范圍包括：電阻、電容、電感、變壓器、壓敏電阻、熱敏電阻、聚合物可恢復保險絲、晶體等，這些基本上大家都很熟悉。
溫度范圍
關于溫度范圍這塊兒，因為Q200中包含了電容等對溫度很敏感的器件，區分了5檔溫度范圍，最高到150度。你過了哪一檔，可以向下覆蓋，比如你過了Grade 1，你可以聲稱滿足Grade 2，但是不能向上。
不同溫度等級的電容，材質和工藝都是不同的，價格當然也不一樣，應用也不一樣，所以按溫度進行分級是必要的。這個從標準里也能看出來，Grade 0是哪兒都能用，Grade 1可以用于發動機艙多數應用，Grade2和3用于乘客艙，而4級就不能用于車載應用了。

貞光科技深耕汽車電子、工業及軌道交通領域十余年，為客戶提供車規電容、車規電阻、車規晶振、車規電感、車規連接器等車規級產品和汽車電子行業解決方案，成立于2008年的貞光科技是三星、國巨、愛普生、AVX、奇力新、風華高科、京瓷、泰科等國內外40余家原廠的授權代理商。
免責聲明：本文源自網絡，文中觀點不代表貞光科技立場，如有侵權請聯系刪除。