AEC-Q100文件名稱是
FAILURE MECHANISM BASED STRESS TEST QUALIFICATION FOR PACKAGED INTEGRATED CIRCUITS
翻譯過(guò)來(lái)是
基于失效機(jī)制對(duì)集成電路芯片及封裝的應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證
AEC-Q100最新的版本是Rev_J,發(fā)布于2023年。
本文是基于2014年Rev_H版進(jìn)行翻譯和解讀,因?yàn)楫?dāng)時(shí)網(wǎng)上很難找到公開(kāi)的中文翻譯版文檔。后續(xù)有時(shí)間會(huì)把2023年的J版繼續(xù)翻譯。
此篇翻譯和解讀,就是基于官方公開(kāi)的英文版本為基礎(chǔ),如果有爭(zhēng)議請(qǐng)參考英文原版。
文件的內(nèi)容
包含AEC-Q100文件正文內(nèi)容
正文后有7個(gè)附錄
Appendix 1: Definition of a Qualification Family - 附錄1: 產(chǎn)品認(rèn)證家族的定義
Appendix 2: Q100 Certification of Design, Construction and Qualification - 附錄2:Q100設(shè)計(jì)、建立和資質(zhì)認(rèn)證
Appendix 3: Plastic Package Opening for Wire Bond Testing - 附錄3:用于邦線測(cè)試的塑料封裝開(kāi)蓋流程
Appendix 4: Minimum Requirements for Qualification Plans and Results - 附錄4:認(rèn)證計(jì)劃和結(jié)果的最低要求
Appendix 5: Part Design Criteria to Determine Need for EMC Testing - 附錄5: 確定需要EMC測(cè)試的部件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
Appendix 6: Part Design Criteria to Determine Need for SER Testing - 附錄6:確定SER測(cè)試需求的零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
Appendix 7 AEC-Q100 and the Use of Mission Profiles - 附錄7 AEC-Q100和任務(wù)剖面的使用
同時(shí)Q100還有12個(gè)附加文件,這12個(gè)文件是獨(dú)立文件,需要單獨(dú)下載:
AEC-Q100-001: WIRE BOND SHEAR TEST - 邦線剪切試驗(yàn)
AEC-Q100-002: HUMAN BODY MODEL (HBM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST - 人體模型(HBM)靜電放電試驗(yàn)
AEC-Q100-003: MACHINE MODEL (MM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST
(DECOMMISSIONED) 機(jī)器模型靜電放電試驗(yàn)(已取消)
AEC-Q100-004: IC LATCH-UP TEST - 集成電路閂鎖試驗(yàn)
AEC-Q100-005: NONVOLATILE MEMORY WRITE/ERASE ENDURANCE, DATA RETENTION, AND OPERATIONAL LIFE TEST - 非易失性存儲(chǔ)器寫(xiě)/擦除持久性、數(shù)據(jù)保留和運(yùn)行壽命測(cè)試
AEC-Q100-006: ELECTRO-THERMALLY INDUCED PARASITIC GATE LEAKAGE (GL) TEST (DECOMMISSIONED) - 電熱寄生柵泄漏(gl)試驗(yàn)(已取消)
AEC-Q100-007: FAULT SIMULATION AND TEST GRADING - 故障模擬和測(cè)試分級(jí)
AEC-Q100-008: EARLY LIFE FAILURE RATE (ELFR) - 早期壽命失效率
AEC-Q100-009: ELECTRICAL DISTRIBUTION ASSESSMENT - 電氣分布評(píng)估
AEC-Q100-010: SOLDER BALL SHEAR TEST - 焊錫球剪切試驗(yàn)
AEC-Q100-011: CHARGED DEVICE MODEL (CDM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST - 帶電器件模型(cdm)靜電放電(esd)試驗(yàn)
AEC-Q100-012: SHORT CIRCUIT RELIABILITY CHARACTERIZATION OF SMART POWER DEVICES FOR 12V SYSTEMS - 12v系統(tǒng)智能電源器件的短路可靠性表征
注意聲明
AEC文件包含通過(guò)AEC技術(shù)委員會(huì)準(zhǔn)備、審查和批準(zhǔn)的材料。
AEC文件旨在通過(guò)消除制造商和購(gòu)買(mǎi)者之間的誤解,促進(jìn)產(chǎn)品的互換性和改進(jìn),并幫助購(gòu)買(mǎi)者選擇和獲得適合AEC成員以外的組織使用的適當(dāng)產(chǎn)品,無(wú)論該標(biāo)準(zhǔn)是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際上使用,均為汽車(chē)電子行業(yè)服務(wù)。
AEC文件的使用不考慮其使用是否涉及專利或物品、材料或工藝。通過(guò)這種行為,AEC不對(duì)任何專利所有人承擔(dān)任何責(zé)任,也不對(duì)使用AEC文件的各方承擔(dān)任何義務(wù)。主要從汽車(chē)電子系統(tǒng)制造商的角度來(lái)看,包括在AEC文件中的信息代表了產(chǎn)品規(guī)范和應(yīng)用的一個(gè)完善的方法。除非滿足文件中規(guī)定的所有要求,否則不得提出與本文件相符的索賠。
有關(guān)本AEC文件內(nèi)容的查詢、評(píng)論和建議應(yīng)通過(guò)鏈接http://www.aecouncil.com發(fā)送給AEC技術(shù)委員會(huì)。
本文件由汽車(chē)電子委員會(huì)出版。
本文件可免費(fèi)下載,但AEC保留該材料的版權(quán)。通過(guò)下載此文件,個(gè)人同意不收費(fèi)或轉(zhuǎn)售產(chǎn)生的材料。
版權(quán)所有©2014由汽車(chē)電子委員會(huì)。本文件可隨本版權(quán)聲明自由轉(zhuǎn)載。本文件未經(jīng)AEC組件技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)不得更改。
基于失效機(jī)制對(duì)集成電路芯片及封裝的應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證 - 正文部分
本文檔對(duì)上次修訂版本以來(lái)的文本修正和差異標(biāo)記為下劃線。還修訂了若干數(shù)字和表格,但沒(méi)有強(qiáng)調(diào)這些位置的變化點(diǎn)。
除本標(biāo)準(zhǔn)另有規(guī)定外,本標(biāo)準(zhǔn)新資格認(rèn)證和重復(fù)資格認(rèn)證的實(shí)施日期為上述發(fā)布日。
1 AEC-Q100的適用范圍:
AEC-Q100文件包含了一系列基于應(yīng)力測(cè)試的失效機(jī)制,定義了最低應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證的要求,定義了集成電路(IC)認(rèn)證的參考測(cè)試條件。這些檢測(cè)項(xiàng)目能夠發(fā)現(xiàn)和識(shí)別集成電路芯片和其封裝的故障及問(wèn)題。目的是對(duì)比正常使用的條件,以加速的方式讓故障更快地發(fā)生。不應(yīng)盲目地使用這套測(cè)試方法。每個(gè)驗(yàn)證項(xiàng)目都應(yīng)該按照如下思路去評(píng)估:
a. 任何潛在的、新的和獨(dú)特的失效機(jī)制
b. 任何在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法看到但在測(cè)試條件下可能會(huì)導(dǎo)致失效的情況
c. 任何極端的使用條件或應(yīng)用,可能影響加速失效的驗(yàn)證結(jié)果
使用本文件并不免除IC供應(yīng)商對(duì)其公司內(nèi)部質(zhì)量認(rèn)證的責(zé)任性,在本文檔中,“用戶”定義為所有使用符合本規(guī)范認(rèn)證集成電路芯片的客戶。用戶有責(zé)任確認(rèn)和驗(yàn)證所有認(rèn)證數(shù)據(jù)符合本文件的要求。強(qiáng)烈建議供應(yīng)商在其規(guī)格書(shū)中使用本規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)溫度等級(jí)。
1.1 AEC-Q100的目標(biāo)
本規(guī)范的目的是確定一種芯片產(chǎn)品能夠通過(guò)規(guī)定的各項(xiàng)驗(yàn)證測(cè)試,因而可以預(yù)測(cè)該產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中可以達(dá)到一定水平的質(zhì)量及可靠性。
1.2 AEC-Q100的參考文件
各個(gè)參考文件的更新和修訂也將自動(dòng)生效,后續(xù)的驗(yàn)證計(jì)劃將會(huì)自動(dòng)使用這些參考文件的更新版本。
1.2.1 汽車(chē)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
AEC-Q001 零件平均測(cè)試指導(dǎo)原則
AEC-Q002 良品率統(tǒng)計(jì)分析的指導(dǎo)原則
AEC-Q003 芯片產(chǎn)品的電性能表現(xiàn)特性的指導(dǎo)原則
AEC-Q004 零缺陷指導(dǎo)原則(草稿)
AEC-Q005 無(wú)鉛需求
SAE J1752/3 集成電路輻射測(cè)量流程
編者注:上面5個(gè)AEC-Q文件,并非Q100的附件,而是AEC認(rèn)證的附件,需要單獨(dú)在官網(wǎng)下載。
1.2.2 軍工等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
MIL-STD-883 微電子測(cè)試方法和流程
1.2.3 工業(yè)等級(jí)規(guī)范
JESD-22 封裝器件可靠性試驗(yàn)方法
UL-STD-94 器件用塑料材料可燃性試驗(yàn)
IPC/JEDEC J-STD-020 塑料材料集成電路表面貼裝器件的濕度/回流焊靈敏度分類(lèi)
JESD89 Alpha粒子和宇宙射線引起的半導(dǎo)體器件軟誤差測(cè)量和報(bào)告
JESD89-1 系統(tǒng)軟誤差率(SSER)的測(cè)試方法
JESD89-2 Alpha源加速的軟誤差率測(cè)試方法
JESD89-3 光束加速的軟誤差率試驗(yàn)方法
1.2.4 已取消的試驗(yàn)內(nèi)容
AEC Q100-003 ESD Machine Model
由于文件過(guò)時(shí),從JEDEC標(biāo)準(zhǔn)中移除。HBM和CDM幾乎涵蓋了所有已知的與esd相關(guān)的故障機(jī)制。
AEC Q100-006 Electrothermally-Induced Gate Leakage
由于不需要將其作為資格試驗(yàn)項(xiàng)目而取消。
1.3 定義
1.3.1 AEC-Q100認(rèn)證
如果根據(jù)本文件中列出的要求,并且成功完成各項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容,則允許供應(yīng)商聲稱該芯片通過(guò)了“AEC Q100認(rèn)證”。對(duì)于ESD,強(qiáng)烈建議在供應(yīng)商規(guī)格書(shū)中指定通過(guò)電壓,并需要在任何異常引腳上做腳注。然后將允許供應(yīng)商進(jìn)行聲明,例如,“AEC-Q100符合ESD分類(lèi)2的要求”。
1.3.2 AEC資質(zhì)證明
請(qǐng)注意AEC- Q100資質(zhì)沒(méi)有官方“認(rèn)證”,也沒(méi)有由AEC運(yùn)行的認(rèn)證委員會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證。每個(gè)供應(yīng)商可以按照AEC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證,并且根據(jù)客戶的要求并向客戶提交足夠的數(shù)據(jù)和證明,以方便客戶驗(yàn)證產(chǎn)品AEC-Q100的符合性。
1.3.3 產(chǎn)品應(yīng)用的認(rèn)可性
產(chǎn)品應(yīng)用的認(rèn)可被定義為客戶同意在他們的應(yīng)用中使用某芯片產(chǎn)品,但客戶承認(rèn)產(chǎn)品應(yīng)用的方式并不在AEC-Q100文檔的范圍。
1.3.4 芯片工作溫度等級(jí)的定義
器件工作溫度等級(jí)的定義見(jiàn)下表1:
關(guān)于高低溫測(cè)試的端點(diǎn)測(cè)試溫度,如果需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的測(cè)試,則必須與特定等級(jí)指定的溫度相等。如果考慮到上電測(cè)試過(guò)程中的結(jié)加熱,高溫測(cè)試端點(diǎn)的測(cè)試溫度可以比規(guī)定更高。
對(duì)于B組測(cè)試-加速壽命模擬測(cè)試:高溫工作壽命(HTOL)、早期壽命故障率(ELFR)和NVM耐久性、數(shù)據(jù)保留和工作壽命(EDR),在施加應(yīng)力時(shí),芯片的結(jié)溫應(yīng)等于或大于該級(jí)別對(duì)應(yīng)的最高溫溫度。
1.3.5 性能測(cè)量Cpk
需要參考附件AEC-Q003《特征特性》去了解Cpk測(cè)量方法在AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)中如何使用。
2 一般通用要求
2.1 目標(biāo)
該規(guī)范的目標(biāo)是建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),定義一套集成電路芯片的工作溫度及條件等級(jí)以滿足車(chē)規(guī)等級(jí)認(rèn)證的最低要求。
2.1.1 零缺陷
認(rèn)證過(guò)程和本文件的其他內(nèi)容都是為了達(dá)到零缺陷的質(zhì)量目標(biāo),需要實(shí)現(xiàn)零缺陷目標(biāo)的基本內(nèi)容都可以在AEC-Q004 零缺陷指導(dǎo)原則文件中獲取。
2.2 文件優(yōu)先級(jí)
當(dāng)本標(biāo)準(zhǔn)中的要求與其他文件相沖突時(shí),可采用以下優(yōu)先順序進(jìn)行采用和接納:
- 采購(gòu)訂單中明確規(guī)定的要求
- 雙方達(dá)成共識(shí)的特定芯片要求
- 本文檔
- 本文檔在1.2章節(jié)中列出的參考文件
- 供應(yīng)商的規(guī)格書(shū)
有一點(diǎn)需要注意:如果一顆產(chǎn)品被聲明是符合AEC-Q100的合格芯片,則上述1、2點(diǎn)中的采購(gòu)訂單和特定芯片規(guī)范也不能違背或降低本規(guī)范的要求。
2.3 滿足認(rèn)證和再認(rèn)證要求的通用驗(yàn)證數(shù)據(jù)的使用
2.3.1 通用驗(yàn)證數(shù)據(jù)的定義
使用通用驗(yàn)證數(shù)據(jù)來(lái)簡(jiǎn)化認(rèn)證過(guò)程非常值得提倡,通用數(shù)據(jù)可以提供給使用者用于其它項(xiàng)目測(cè)試需求。需要考慮到的是,通用數(shù)據(jù)必須基于一系列特殊要求,這些要求與表3和附錄1所示的器件和制造工藝的所有特性是相關(guān)聯(lián)的。
如果通用數(shù)據(jù)包含任何失效結(jié)果,這個(gè)數(shù)據(jù)就不能作為通用數(shù)據(jù)使用,除非供應(yīng)商可以證明針對(duì)客戶接受的失效條件完成了糾正措施。
AEC-Q100文檔中附錄1中定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)它多個(gè)元器件可以組成這個(gè)認(rèn)證產(chǎn)品的家族系列,目的是確保所有同系列/家族芯片的通用驗(yàn)證數(shù)據(jù),對(duì)于其他待驗(yàn)證器件同樣認(rèn)證都是相同的和普遍接受的。對(duì)于應(yīng)力測(cè)試,如果在技術(shù)上論證是合理的,那么兩個(gè)或更多的芯片系列/家族將可以組合起來(lái)進(jìn)行測(cè)試認(rèn)證(例如數(shù)據(jù)上的支持)。
而在AEC-Q100文檔中的表3描述了一組必須考慮到元器組件有任何改變的認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)目,其中的矩陣圖也同樣描述了與制程變更相關(guān)的新工藝制程和重新認(rèn)證。該表是一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目總括,使用者應(yīng)將其作一個(gè)基本準(zhǔn)線來(lái)討論那些存在疑問(wèn)需要認(rèn)證的測(cè)試。供應(yīng)商有責(zé)任介紹為什么某些被推薦的測(cè)試項(xiàng)目不需要進(jìn)行的原因和理由。
2.3.2 通用數(shù)據(jù)可接受的時(shí)間限制
通用數(shù)據(jù)的可接受性沒(méi)有時(shí)間限制,使用下面的圖表可以使用其中適當(dāng)?shù)目煽縼?lái)源數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)必須來(lái)自于附錄1中定義的特定產(chǎn)品或相同系列中的某個(gè)產(chǎn)品。潛在的通用數(shù)據(jù)來(lái)源可以包括任何該客戶的特殊認(rèn)證數(shù)據(jù)(保留客戶名稱)、工藝過(guò)程變更認(rèn)證和周期可靠性監(jiān)視數(shù)據(jù)(參見(jiàn)下圖1)。
需要注意的是:一些工藝制程改變(如Die減?。?huì)影響通用數(shù)據(jù)的使用,以至于這些改變之前得到的認(rèn)證數(shù)據(jù)就不能作為通用數(shù)據(jù)接受使用。
2.4 驗(yàn)證需要的樣品
2.4.1 批次要求
測(cè)試樣品應(yīng)該由認(rèn)證過(guò)的系列芯片中有代表性的產(chǎn)品構(gòu)成,由于缺少通用數(shù)據(jù)就需要進(jìn)行多批次的測(cè)試,表2中列出的測(cè)試樣品必須是由非連續(xù)生產(chǎn)晶圓批次中的數(shù)量組成,并在非連續(xù)生成批次中進(jìn)行封裝。即提供的樣品批次在晶圓廠里必須是分散的,或封裝廠至少有一個(gè)非認(rèn)證的批次。與上述任何偏差都需要供應(yīng)商給出技術(shù)解釋。
2.4.2 生產(chǎn)要求
所有認(rèn)證樣品都需要在工廠里面,在以后大批量生產(chǎn)的相同產(chǎn)線設(shè)備和夾具上進(jìn)行加工處理,其他的性能測(cè)試設(shè)備可以在其電測(cè)試性質(zhì)驗(yàn)證有效后用于產(chǎn)品測(cè)試。
2.4.3 認(rèn)證樣品的重復(fù)使用
已經(jīng)用來(lái)做非破壞性認(rèn)證測(cè)試的產(chǎn)品可以用來(lái)做其他認(rèn)證測(cè)試項(xiàng)目,而做過(guò)破壞性認(rèn)證測(cè)試的器件除了工程分析外不能再使用。
2.4.4 樣品數(shù)量要求
用于認(rèn)證測(cè)試的樣品數(shù)量與提交的通用數(shù)據(jù)結(jié)果,必須與表2中定義的最小樣品數(shù)量和接受標(biāo)準(zhǔn)相一致。
如果供應(yīng)商選擇使用通用數(shù)據(jù)來(lái)認(rèn)證,則特殊的測(cè)試條件和結(jié)果必須給客戶提供詳細(xì)的測(cè)試認(rèn)證記錄(記錄的格式可見(jiàn)附錄4)?,F(xiàn)有可用的通用數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足這些要求和表2中2.3節(jié)的每個(gè)測(cè)試要求。如果通用數(shù)據(jù)不能滿足這些要求,就要進(jìn)行產(chǎn)品的特殊認(rèn)證測(cè)試。
2.4.5 應(yīng)力前測(cè)試和應(yīng)力后測(cè)試的要求(回測(cè)要求)
終端點(diǎn)的測(cè)試溫度(室溫、高低溫)在表格2的"附加需求"一列做了規(guī)定。
2.5 應(yīng)力測(cè)試失效后的定義
測(cè)試失效定義為經(jīng)過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)不符合器件規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或是供應(yīng)商的規(guī)格書(shū)中定義參數(shù)的驗(yàn)證樣品,其重要性依次定義在2.2節(jié)中。任何由于環(huán)境測(cè)試導(dǎo)致的外部物理特性損壞的產(chǎn)品也要被認(rèn)為是失效的器件。如果失效的原因被廠商和使用者認(rèn)為是在認(rèn)證過(guò)程中由于非正確的運(yùn)轉(zhuǎn),比如轉(zhuǎn)移產(chǎn)品過(guò)程中遇到靜電放電或擊穿等,或者由于一些與驗(yàn)證條件不相關(guān)的原因帶來(lái)的失效,那么就不算產(chǎn)品自身的失效,但是這個(gè)失效結(jié)果要作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上報(bào)。
3 認(rèn)證和重復(fù)認(rèn)證
3.1 新產(chǎn)品(器件)的認(rèn)證
新產(chǎn)品認(rèn)證的各項(xiàng)應(yīng)力測(cè)試要求流程如圖2(附后)所示,表2(附后)中描述了相關(guān)的測(cè)試條件。對(duì)于每個(gè)認(rèn)證,無(wú)論是待認(rèn)證器件的應(yīng)力測(cè)試結(jié)果還是可接受的通用數(shù)據(jù),供應(yīng)商都必須保留所有的數(shù)據(jù)結(jié)果。同時(shí)也應(yīng)該對(duì)同類(lèi)系列/家族的器件驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行復(fù)審,以確保在這個(gè)系列/家族中沒(méi)有存在共性的失效機(jī)理。無(wú)論何時(shí)需要使用系列通用數(shù)據(jù),都要得到供應(yīng)商的足夠證明和使用者的批準(zhǔn)。
對(duì)于每個(gè)產(chǎn)品認(rèn)證,供應(yīng)商必須提供以下:
● 設(shè)計(jì)、建立和認(rèn)證的證明(見(jiàn)附錄2)
● 應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證數(shù)據(jù)(見(jiàn)表2和附錄4)
● 用經(jīng)過(guò)AEC-Q100-007 認(rèn)證(當(dāng)適用于該器件類(lèi)型時(shí))的軟件故障等級(jí)水平的指示數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用并能達(dá)到客戶的要求。
3.2 產(chǎn)品發(fā)生變更后的重新認(rèn)證
當(dāng)供應(yīng)商對(duì)產(chǎn)品或制程作出了調(diào)整變更,從而影響了(或潛在影響)產(chǎn)品的外形、兼容性、功能、質(zhì)量和可靠性時(shí)(見(jiàn)表3的指導(dǎo)原則),該產(chǎn)品就需要重新認(rèn)證。
3.2.1 制程改變通知
供應(yīng)商需要滿足客戶對(duì)產(chǎn)品/制程變更的要求。
3.2.2 需要重新認(rèn)證的變更
根據(jù)附錄1定義的,產(chǎn)品任何最小的變更,都要用表3來(lái)決定重新認(rèn)證的驗(yàn)證方案,需要進(jìn)行表2中列出對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)。表3內(nèi)容應(yīng)作為一個(gè)指導(dǎo)方向,用以決定哪些測(cè)試項(xiàng)可以用來(lái)作為此次變更的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),或者對(duì)于哪些測(cè)試項(xiàng)可以使用相同的通用數(shù)據(jù)來(lái)使用。
3.2.3 通過(guò)重新認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)
所有重新認(rèn)證過(guò)程中的失效都應(yīng)該分析其根本原因。只有當(dāng)糾正和預(yù)防措施執(zhí)行到位時(shí),才可以認(rèn)為該產(chǎn)品再次符合AEC Q100的要求。
3.2.4 使用方(客戶)的認(rèn)可
如果一個(gè)變更不會(huì)影響產(chǎn)品的工作溫度等級(jí),但是會(huì)影響其使用時(shí)的性能。對(duì)于一些客戶的特別應(yīng)用場(chǎng)景,將需要客戶對(duì)制程改變有單獨(dú)的授權(quán)許可,而這種許可方式則超出了本文件的范圍。
3.3 無(wú)鉛產(chǎn)品的認(rèn)證
AEC-Q005無(wú)鉛要求規(guī)范中規(guī)定了使用無(wú)鉛產(chǎn)品加工過(guò)程中特殊的質(zhì)量和可靠性問(wèn)題。在無(wú)鉛產(chǎn)品加工中使用的材料,包括終端電鍍和板附著相關(guān)的材料(焊料)。這些材料通常要求更高的板附著溫度,以產(chǎn)生可被接受的焊點(diǎn)質(zhì)量和可靠性,但這些較高的溫度可能會(huì)對(duì)塑料封裝半導(dǎo)體芯片的濕度敏感性產(chǎn)生不利影響。因此可能需要新的、更堅(jiān)固的封裝化合物。
如果需要變更封裝材料以提供足夠的穩(wěn)定性以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的無(wú)鉛化加工,供應(yīng)商應(yīng)參考本規(guī)范中的工藝變更確認(rèn)要求。在環(huán)境應(yīng)力測(cè)試之前,應(yīng)在IPC/JEDEC J-STD-020《非密封固態(tài)表面貼裝器件的濕度/回流靈敏度分類(lèi)》中描述的無(wú)鉛回流分類(lèi)溫度下進(jìn)行預(yù)處理。
4 認(rèn)證測(cè)試
4.1 通用測(cè)試
各項(xiàng)測(cè)試流程如圖2所示,測(cè)試細(xì)則如表2所列。并不是所有測(cè)試項(xiàng)都適用于全部器件產(chǎn)品,例如某些測(cè)試只適用于陶瓷封裝器件,其他測(cè)試只適用于非易失性存儲(chǔ)器器件等等。表2的注釋欄中指定了適用于特殊器件類(lèi)型的測(cè)試。表2的“附加要求”欄中也提供了重點(diǎn)測(cè)試要求,取代了之前版本參考測(cè)試方法的那些要求。客戶要求的本文件要求之外的特殊驗(yàn)證項(xiàng)目和驗(yàn)證條件,需要供應(yīng)商和客戶進(jìn)行協(xié)商后確認(rèn)開(kāi)展進(jìn)行。
4.2 器件特定測(cè)試
對(duì)于所有密封塑封的待認(rèn)證器件,必須進(jìn)行以下測(cè)試內(nèi)容,家族產(chǎn)品通用數(shù)據(jù)不允許用在這些器件上。但是可以接受該器件已經(jīng)完成特殊驗(yàn)證的認(rèn)證數(shù)據(jù)。
1 靜電放電---所有產(chǎn)品
2 閂鎖效應(yīng)---所有產(chǎn)品
3 電分配---供應(yīng)商必須證明,超過(guò)了工作溫度等級(jí)、電壓和頻率范圍,器件仍然能夠滿足其規(guī)格說(shuō)明的參數(shù)限制。數(shù)據(jù)必須取自至少三個(gè)批次,或矩陣式(或斜式)制程批次,必須提供足夠的樣品進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì),詳見(jiàn)AEC-Q100-009文件。強(qiáng)烈推薦使用AEC-Q001文件中的元件平均測(cè)試指導(dǎo)原則來(lái)建立終測(cè)限度。
4 其他測(cè)試---客戶可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求進(jìn)行其他測(cè)試項(xiàng)目,取代那些來(lái)自特定供應(yīng)商的通用數(shù)據(jù)。
4.3 損耗可靠性測(cè)試
與損耗失效機(jī)理相關(guān)的新技術(shù)和材料無(wú)論如何被認(rèn)證,以下列出的失效機(jī)理測(cè)試都必須是要認(rèn)證的。數(shù)據(jù)、測(cè)試方法、計(jì)算和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)在每種新器件的認(rèn)證上不需要論證和執(zhí)行,但應(yīng)滿足客戶的要求。
●電遷移
●經(jīng)時(shí)絕緣擊穿(TDDB 薄柵氧化層測(cè)試)---針對(duì)所有MOS技術(shù)
●熱載流子注入效應(yīng)---針對(duì)1微米以下所有MOS技術(shù)
●負(fù)偏壓溫度不穩(wěn)定性
●應(yīng)力遷移
認(rèn)證測(cè)試流程 AEC Q100圖2介紹和解讀(藍(lán)色字體非標(biāo)準(zhǔn)原文):
AEC-Q100 7組驗(yàn)證內(nèi)容的概述:
在展開(kāi)分項(xiàng)列表前,讓我們看一下這個(gè)最重要的測(cè)試流程圖,AEC-Q100共分為7組驗(yàn)證內(nèi)容,A - G組。
這7組驗(yàn)證類(lèi)別分別是:
A.加速環(huán)境應(yīng)力測(cè)試
B.加速壽命模擬測(cè)試
C.封裝組裝整合測(cè)試
D.芯片晶圓可靠性測(cè)試
E.電氣特性確認(rèn)測(cè)試
F.瑕疵篩選監(jiān)控測(cè)試
G.封裝凹陷整合測(cè)試
圖片中上半部分的認(rèn)證內(nèi)容:
D組是在晶圓廠進(jìn)行的驗(yàn)證內(nèi)容,這部分內(nèi)容偏重晶圓生產(chǎn)和工藝驗(yàn)證,一般會(huì)由Fab廠進(jìn)行驗(yàn)證,沒(méi)有自己晶圓生產(chǎn)能力的芯片公司Fabless不需要關(guān)注。
C組,是和封裝工藝相關(guān)的驗(yàn)證內(nèi)容,一般由封裝廠進(jìn)行驗(yàn)證,沒(méi)有自己封裝能力的芯片公司不需要關(guān)注。一般具備車(chē)規(guī)級(jí)晶圓和封測(cè)能力的代工廠,都具備16949認(rèn)證和對(duì)應(yīng)的AEC-Q驗(yàn)證能力,芯片公司要求對(duì)方提供相應(yīng)的結(jié)果和報(bào)告就可以。
F組和E組的FG和CHAR內(nèi)容,是晶圓廠和性能測(cè)試都需要關(guān)注的,屬于通用標(biāo)準(zhǔn),更像是統(tǒng)計(jì)方法的指導(dǎo)文件。
圖片下半部分認(rèn)證內(nèi)容:
A、B、E、G四組是功能、參數(shù)、電性能驗(yàn)證,這部分是芯片產(chǎn)品在封裝后進(jìn)行的驗(yàn)證內(nèi)容,一般由芯片設(shè)計(jì)公司自行尋求第三方驗(yàn)證公司進(jìn)行測(cè)試和報(bào)告的生成,這部分內(nèi)容和產(chǎn)品性能、功能、應(yīng)用強(qiáng)相關(guān),也是芯片公司比較關(guān)注的重點(diǎn)。
需要注意的是,E組同時(shí)出現(xiàn)在上下兩個(gè)部分,但是包含的驗(yàn)證內(nèi)容并不相同。
AEC-Q100驗(yàn)證項(xiàng)目簡(jiǎn)單分析
通過(guò)圖2的測(cè)試流程圖,我們可以發(fā)現(xiàn),AEC-Q100共計(jì)定義了57項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證內(nèi)容,共計(jì)40種測(cè)試項(xiàng)目。但是這57項(xiàng)測(cè)試驗(yàn)證內(nèi)容并不是需要全部完成的,在表2中明確給出了不同的驗(yàn)證項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品類(lèi)型。
但是即便刪除部分不需要驗(yàn)證的測(cè)試項(xiàng)目,對(duì)于芯片公司來(lái)說(shuō),仍然高達(dá)20項(xiàng)以上的測(cè)試項(xiàng)目,想通過(guò)AEC-Q100的測(cè)試也并不是一件容易的事情,所以芯片公司如果想推出一顆車(chē)規(guī)等級(jí)芯片,在設(shè)計(jì)和尋求代工廠的階段,就一定把后面的驗(yàn)證內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)考慮好。
認(rèn)證測(cè)試方法 AEC Q100 表2
編者注:表2的內(nèi)容是最為重要的部分,其中還引用了大量的參考資料,所以單純的翻譯表2信息意義不大,還容易造成誤解,作者有系列文章對(duì)每一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)解讀可以參考,所以在此仍然粘貼英文原版內(nèi)容。
表2的注釋:
- 每列的含義
Stress:應(yīng)力測(cè)試項(xiàng)目的名稱
ABV: 應(yīng)力測(cè)試項(xiàng)目的名稱縮寫(xiě)
#: 應(yīng)力測(cè)試項(xiàng)目的編號(hào)
Notes: 詳見(jiàn)下述Notes的含義
Sample Size/Lot: 需求的樣品數(shù)量
Number of Lot:樣品批次數(shù)量
Accept Criteria: 接受標(biāo)準(zhǔn)
Test Method:測(cè)試方法(標(biāo)準(zhǔn))
Additional Requirement:附加要求
- Notes一列的含義
H 僅要求密封器件
P 僅要求塑封器件
B 僅要求焊球表面貼裝(BGA)器件
N 非破壞性測(cè)試,器件還可以用到其它測(cè)試上或者用到生產(chǎn)上
D 破壞性測(cè)試,器件不能重新用來(lái)認(rèn)證和生產(chǎn)
S 僅要求表面貼裝塑封器件
G 承認(rèn)通用數(shù)據(jù)。見(jiàn)表1 的2.3 節(jié)和附錄1
K 使用AEC-Q100-005 方法來(lái)對(duì)獨(dú)立非易失性存儲(chǔ)器集成電路或帶有非易失性存儲(chǔ)器模塊的集成電路進(jìn)行預(yù)處理。
L 只對(duì)無(wú)鉛器件要求
# 特殊測(cè)試的參考數(shù)據(jù)編號(hào)
* 認(rèn)證應(yīng)力前后的所有電性能測(cè)試都要在單獨(dú)器件規(guī)定的溫度和極限值范圍內(nèi)進(jìn)行。
表3 工藝變更后都需要開(kāi)展哪些驗(yàn)證
注意:字母或“●”表示在適當(dāng)工藝變更中應(yīng)該考慮開(kāi)展哪些應(yīng)力測(cè)試的內(nèi)容。如果不進(jìn)行表格中對(duì)應(yīng)測(cè)試的原因,應(yīng)在認(rèn)證計(jì)劃或結(jié)果中給出說(shuō)明。
表格中字母的含義:
A-僅用于外圍切磨 B-用于符號(hào)返修,新的固化時(shí)間和溫度 C-如果焊接到引腳上
D-設(shè)計(jì)規(guī)則變更 E-只針對(duì)厚度 F-僅用于MEMS元件 G-僅用于非100%燒壞的器件
H-只用于密封器件 J-EPROM或者E2PROM K-只用于鈍化處理 L-僅用于無(wú)鉛器件
M-用于需要PTC的器件 N-鈍化和柵氧化物 Q-線徑變小 T-只針對(duì)貼片焊球
以上就是截止到附錄1之前,AEC Q100文件的全部?jī)?nèi)容翻譯及解讀。
由于篇幅較長(zhǎng),AEC Q100后面的附錄部分內(nèi)容將會(huì)新起文章發(fā)布。
本文對(duì)AEC-Q100的正文內(nèi)容翻譯和解讀,主要是解決當(dāng)前很難找到AEC Q100完整中文版的痛點(diǎn),隨著當(dāng)前車(chē)規(guī)芯片認(rèn)證越來(lái)越被關(guān)注,中文版的AEC Q100文件需求已經(jīng)愈發(fā)的強(qiáng)勁,希望對(duì)大家有所幫助。
但是AEC Q100文件難點(diǎn)并不在于對(duì)這一個(gè)文件翻譯和理解,而是其背后大量的參考資料,以及多個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容,想徹底吃透AEC Q100文件的全部?jī)?nèi)容,確實(shí)有較大的難度,期待這一系列逐項(xiàng)的介紹文章也能幫助到大家。
AEC官方鏈接:http://www.aecouncil.com/AECDocuments.html
材料整理制作不易,轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)注明出處,文章中不對(duì)的地方歡迎指教和交流溝通。