車用電子板階可靠度驗證重大進展　AEC-Q007規範正式推出

全球汽車電子協會（Automotive Electronics Council，AEC）今年三月宣佈推出AEC-Q007規範，這一規範將為整個車用電子設計和驗證帶來重大進展。AEC-Q007將焦點放在車用板階可靠度測試（Board Level Reliability，簡稱BLR），結合了零件與印刷電路板（PCB）的設計，將為車用電子的可靠度提供更全面的保障。

儘管目前電動車市場成長幅度已逐漸放緩，不如前幾年增長速度快，但國際能源署（IEA）預測，到2035年，歐美市場的電動車比例將分別達到85%和70％以上。從中長期來看，只要各國持續引入更嚴格的環保規定，電動車市場就會繼續擴大。

AEC零件技術委員會的家族成員，包括AEC-Q100（IC晶片）、AEC-Q101（離散元件）、AEC-Q102（離散光電元件）、AEC-Q103（微機電系統）、AEC-Q104（MCM多晶片模組）以及AEC-Q200（被動元件）。這些規範的主要焦點都是在零件層面進行各種測試，雖然AEC-Q104規範中的Test Group H有稍微提到了BLR板階可靠度，但只是提供些許參考規範。直到2024年3月推出的AEC-Q007，才真正將零件和印刷電路板（PCB）結合起來，詳細說明有關PCB和菊花鍊(Daisy Chain)設計方式的內容，而Daisy Chain設計(圖一)，其實就是業界經常聽到的BLR板階可靠度測試。

圖說：BLR Daisy Chain設計概要。(圖片來源: 宜特科技)。

身為AEC會員之一的宜特科技，亦在第一時間解讀AEC-Q007規範內容。宜特科技可靠度工程處資深經理莊家豪表示，AEC-Q007聚焦的BLR板階可靠度測試，是透過零件搭配PCB，將錫球與PCB端設計成導通模式，進而形成迴路以便觀察焊點(Solder Joint)之壽命。並於測試過程中搭配測量儀器，即時獲得資訊來判斷焊點良率。除了將焦點放在BLR測試上，AEC-Q007還提供了對PCB與Daisy Chain設計的詳細指南。這些指南分為四個級別，從最簡易的Level 3，到最複雜的Level 0，文中也提供建議指南，讓設計者可以根據其需求來選擇最適合的設計方案。

圖說：AEC-Q007規範中最複雜的Daisy Chain設計級別Level 0示意圖。
(圖片來源: 宜特科技)

此外，AEC-Q007還強調了PCB設計對BLR壽命的重要性。PCB的層數和厚度將直接影響測試結果，因此在設計PCB時，需要考慮與零件的匹配性，以提高整體的可靠度。然而，考量到零件最終使用的環境非常多元，PCB層數與厚度難以固定規格，因此AEC並沒有強制要求PCB規格，僅提出了一組設計建議，其中比較推薦的層數是8銅層，厚度是1.6mm。

宜特科技可靠度工程處資深經理莊家豪也強調，雖然AEC-Q007是針對BLR板階可靠度產生的規範，但它的測試目的和往常執行的BLR板階驗證條件有些不同。一般BLR板階測試條件，是以500或1000循環為標準，通過此循環就代表產品「通過驗證」。而AEC-Q007的測試目的，不在於是否通過，重點是要了解零件特性，蒐集零件上板後，在冷熱疲勞壽命下產品的失效數據分佈，以作為未來的參考依據。

由於溫度對於車用零件來說，是最需要克服的條件。AEC-Q007身為車用BLR規範的先行者，亦提出以「溫度循環測試」做為車用BLR的驗證方式。不過，宜特科技可靠度工程處資深經理莊家豪預期，接下來AEC-Q007將會持續釋出其他驗證項目，例如：機械衝擊、振動、濕度測試等等，以建置更完整的驗證流程。