車規芯片的AEC-Q100測試標準
一汽車半導體器件的標準
AEC其實是Automotive Electronics Council汽車電子協會的簡稱，并且AECQ標準包括以下幾個領域，對于不同領域的電子器件，適用于不同的標準。目前見到的比較多的是AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q200。
| 標準類別 | 適用領域 |
| AEC-Q100 | 集成電路IC |
| AEC-Q101 | 分立器件 |
| AEC-Q102 | 離散光電LED |
| AEC-Q103 | 傳感器 |
| AEC-Q104 | 多芯片組件 |
| AEC-Q200 | 被動器件 |
二AEC-Q100的子標準
類似于一般汽車零部件的DV測試，AECQ標準其實也就是一種對芯片本身的設計認可的測試標準，分為不同的測試序列，對芯片進行不同維度的測試。
由于最火熱的芯片是目前全國甚至全世界的焦點，就先來看看關于芯片的測試標準。AEC-Q100一共分為13個子標準，分別是AEC-Q100主標準和從001到012的12個子標準。
| 標準編號 | 標準名 | 中文含義 |
| AEC-Q100 Rev-H | Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits(base document | 基于集成電路應力測試認證的失效機理 |
| AEC-Q100-001 | Wire Bond Shear Test | 邦線切應力測試 |
| AEC-Q100-002 | Human Body Model (HBM) Electrostatic Discharge Test | 人體模式靜電放電測試 |
| AEC-Q100-003 | Machine Model (MM) Electrostatic Discharge Test | 機械模式靜電放電測試 |
| AEC-Q100-004 | IC Latch-Up Test | 集成電路閂鎖效應測試 |
| AEC-Q100-005 | 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 | Electro-Thermally Induced Parasitic Gate Leakage Test (GL) | 熱電效應引起的寄生門極漏電流測試 |
| AEC-Q100-007 | Fault Simulation and Test Grading | 故障仿真和測試等級 |
| AEC-Q100-008 | Early Life Failure Rate (ELFR) | 早期壽命失效率 |
| AEC-Q100-009 | Electrical Distribution Assessment | 電分配的評估 |
| AEC-Q100-010 | Solder Ball Shear Test | 錫球剪切測試 |
| AEC-Q100-011 | Charged Device Model (CDM) Electrostatic Discharge Test | 帶電器件模式的靜電放電測試 |
| AEC-Q100-012 | 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 |
三測試序列及測試內容
如同DV測試的序列和分類，芯片的測試認證一共包括7個序列，分別如下，而這七個序列的測試也是分別引用AEC-Q100中定義的那些測試方法。
| 測試序列A | 環境壓力加速測試，Accelerated Environment Stress |
| 測試序列B | 使用壽命模擬測試，Accelerated Lifetime Simulation |
| 測試序列C | 封裝組裝整合測試，Package Assembly Integrity |
| 測試序列D | 芯片晶圓可靠度測試，Die Fabrication Reliability |
| 測試序列E | 電氣特性確認測試，Electrical Verification |
| 測試序列F | 瑕疵篩選監控測試，Defect Screening |
| 測試序列G | 封裝凹陷整合測試，Cavity Package Integrity |
芯片的測試也是有一定的測試順序，這個順序在AEC-Q100的標準中也是有所定義的。一共7個測試序列，按照兩個層級一共加起來42個測試項目，這些測試項目并不是適用于所有IC，需要根據IC的種類進行適配性的測試，也需要根據芯片的溫度等級來進行測試條件的修改。
而測試溫度也就是通常所說的Grade等級。在汽車芯片里，分為4個溫度等級，分別如下：
對于每個測試序列中的詳細測試項目，也在AEC-Q100標準中有詳細的描述，并且每種測試的測試時間也根據Grade等級給出了不同的要求。在AEC-Q100的測試中，對于序列A中，測試的樣品數很多都是77個，并且要求0 Fails，這就極大得增加了芯片測試的置信度。
| TEST GROUP A – ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| A1 | Preconditioning | PC | 77 |
| A2 | Temperature Humidity-Bias or Biased HAST | THB or HAST | 77 |
| A3 | Autoclave or Unbiased HAST or Temperature Humidity (without Bias) | AC or UHSTor TH | 77 |
| A4 | Temperature Cycling | TC | 77 |
| A5 | Power Temperature Cycling | PTC | 45 |
| A6 | High Temperature Storage Life | HTSL | 45 |
| TEST GROUP B – ACCELERATED LIFET | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| B1 | High Temperature Operating Life | HTOL | 77 |
| B2 | Early Life Failure Rate | ELFR | 800 |
| B3 | NVM Endurance, Data Retention, and Operational Life | EDR | 77 |
| TEST GROUP C – PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| C1 | Wire Bond Shear | WBS | 30 bonds from a minimumof 5 devices |
| C2 | Wire Bond Pull | WBP | |
| C3 | Solderability | SD | 15 |
| C4 | Physical Dimensions | PD | 10 |
| C5 | Solder Ball Shear | SBS | 5 balls from a min. of 10devices |
| C6 | Lead Integrity | LI |
from each 10 leads of 5 parts |
| TEST GROUP D – DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| D1 | Electromigration | EM | --- |
| D2 | Time Dependent Dielectric Breakdown | TDDB | --- |
| D3 | Hot Carrier Injection | HCI | --- |
| D4 | Negative Bias Temperature Instability | NBTI | --- |
| D5 | Stress Migration | SM | --- |
| TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| E1 | Pre- and Post-Stress Function/Parameter | TEST | All |
| E2 | Electrostatic Discharge Human Body Model | HBM | See TestMethod |
| E3 | Electrostatic Discharge Charged Device Model | CDM | See TestMethod |
| TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTS (CONTINUED) | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| E4 | Latch-Up | LU | 6 |
| E5 | Electrical Distributions | ED | 30 |
| E6 | Fault Grading | FG | --- |
| E7 | Characterization | CHAR | --- |
| E9 | Electromagnetic Compatibility | EMC | 1 |
| E10 | Short Circuit Characterization | SC | 10 |
| E11 | Soft Error Rate | SER | 3 |
| E12 | Lead (Pb) Free | LF | See Test Method |
| TEST GROUP F – DEFECT SCREENING TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| F1 | Process Average Testing | PAT | --- |
| F2 | Statistical Bin/Yield Analysis | SBA | --- |
| TEST GROUP G – CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTS | |||
| # | STRESS | ABV | SAMPLE SIZE / LOT |
| G1 | Mechanical Shock | MS | 15 |
| G2 | Variable Frequency Vibration | VFV | 15 |
| G3 | Constant Acceleration | CA | 15 |
| G4 | Gross/Fine Leak | GFL | 15 |
| G5 | Package Drop | DROP | 5 |
| G6 | Lid Torque | LT | 5 |
| G7 | Die Shear | DS | 5 |
| G8 | Internal Water Vapor | IWV | 5 |
總結
滿足AEC-Q100僅僅只是車規芯片的第一步，其實要求真正的達到車規芯片的質量，還需要從設計開發流程體系，生產制造體系各個方面來把控，才能真正的滿足汽車的質量要求。
審核編輯：湯梓紅
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原文標題：車規芯片的AEC-Q100測試標準
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