首頁 六大重點,秒懂車用多晶片模組AEC-Q104規範

六大重點,秒懂車用多晶片模組AEC-Q104規範

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六大重點,秒懂車用多晶片模組AEC-Q104規範

by ruby

發佈日期:2018/4/11
發佈單位:iST宜特

MCM、SIP等複雜多晶片供應商,應依AEC-Q100,還是ISO16750進行車用測試?
車用IC上板至PCB的焊點可靠度測試(BLR),又應依循哪一規範?

困擾IC設計廠商與Tier1汽車模組商多年的難題,終於在今年有官方解答了!! 汽車電子協會(Automotive Electronics Council, AEC)旗下多晶片模組(Multichip Modules,MCM)委員會成員,包含萊迪思 (Lattice)、英特爾(Intel)、英飛凌(Infineon)、超捷科技(Microchip)、恩智浦(NXP)、安森美(On Semiconductor)、德州儀器(TI)等企業,近期宣告AEC-Q104 MCM規範,一解MCM、系統構裝(System In Package,SIP)、堆疊式封裝(Stacked Chip)等複雜多晶片型態應該依循IC,還是模組規範的難題;此外,AEC-Q104更是車用行業規範中,首次定義車用板階可靠度測試項目(Board Level Reliability,BLR)的規範。

也因此,AEC-Q系列家族成員中,將從AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q102、AEC-Q200四項中,多了針對車用多晶片模組可靠度測試的AEC-Q104。

速讀AEC-Q系列家族成員

  • 車用電子主要依據國際汽車電子協會(Automotive Electronics Council,簡稱AEC)作為車規驗證標準,包括AEC-Q100(IC晶片)、AEC-Q101(離散元件)、AEC-Q200(被動元件)。
  • 而AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q104(多晶片模組)為近期較新的汽車電子規範。
  • AEC測試條件雖然比消費型IC規範嚴苛,但測試條件仍以JEDEC或MIL-STD為主,另外加入特殊規格,例如電磁相容性(EMC)驗證。
AEC-Q104與AEC-Q100主要的差異在哪裡呢? 以下整理六大重點,帶您快速進入AEC-Q104。
  • 基本觀念

    AEC-Q104規範中,共分為A-H八大系列。其中,一大原則,在於MCM上使用的所有元件,包括電阻/電容/電感等被動元件、二極體離散元件、以及IC本身,在組合前若有通過AEC-Q100、AEC-Q101或AEC-Q200,MCM產品只需進行AEC-Q104H內僅7項的測試,包括4項可靠度測試:TCT溫度循環、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP);以及3項失效檢驗:X-Ray、Acoustic Microscopy(AM)、Destructive Physical(DPA);若MCM上的元件未先通過AEC-Q100、AEC-Q101與AEC-Q200,那必須從AEC-Q104的A-H八大測項共49項目中,依據產品應用,決定驗證項目,也就是說驗證項目會變得比較多。

    圖說(點圖放大):AEC-Q104 A-H所有測項(圖片來源:AEC-Q104規範)

  • 增加順序試驗

    AEC-Q100測項都可以一個一個分開進行,但在AEC-Q104上,為了依據MCM在汽車上實際使用環境,為複合式的環境,因此增加順序試驗,驗證通過的難度變高。例如,必須先執行完High Temp Operating Life(HTOL),才能做Thermal Shock(TS),顛倒過來就不行。

  • 測試項目增加

    AEC-Q104中針對MCM,增加H系列的測項;此外,針對零件本身的可靠度測試(Component Level Reliability),亦增加了Thermal Shock(TS)及外觀檢視離子遷移(VISM)。

  • 修改ESD靜電放電測試規格

    考量MCM內部元件組成的複雜性,AEC-Q104在ESD測試項目上,其中人體放電模式(Human Body Model,HBM)的最低要求規格,由AEC-Q100定義的2KV,下調至1KV; 元件充電模式(Charged-Device Model,CDM),在AEC-Q100中,Corner Pin是750V,其他為500V,而在AEC-Q104上,則無論Pin Out位置,統一改為500V (參見表一)。

    ESD測試AEC-Q100AEC-Q104
    HBM2KV1KV
    CDMCorner Pin是750V,其他為500V
    Pin Out統一500V

    表一: ESD測試在AEC-Q100與AEC-Q104的差異

  • 修改實驗樣品數量

    AEC-Q100的待測樣品數量為77顆* 3 lots;而在AEC-Q104上,考量MCM等複雜產品的成本較高,因此下修實驗樣品數量為30顆* 3 lots。

  • 首次定義車用BLR測項

    板階可靠度(BLR),是國際間常用來驗證IC元件上板至PCB之焊點強度的測試方式,也是目前手持式裝置常規的測試項目。而隨著汽車電子系統的複雜度提升,更多的IC元件被運用在汽車內,BLR遂逐步成為車用重要測試項目之一,不僅Tier 1車廠BOSCH、Continental、TRW對此制定專屬驗證手法, AEC-Q104也定義須測試車用電子的板階可靠度試驗(Board Level Reliability),雖然AEC-Q104針對BLR的測試項目僅有TCT(溫度循環)、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(LTSL)、Start Up & Temperature Steps (STEP)等,尚未能完全貼近Tier 1的客戶規範,但卻是車用板階可靠度通用標準發展的一大步。

    AEC-Q104 BLR測項說明
    • TCT、Drop、LTSL這三項的參考標準與目前消費性的標準相同,無特殊要求。
    • STEP (Start Up & Temperature Steps)則取自ISO 16750車用模組可靠度的標準,實驗樣品停留在不同溫度階梯條件下,進行功能性測試。

AEC-Q104規範近期一公布,宜特就接到眾多國際晶片廠詢問是否能夠進行測試,代表此規範相當重要和影響力!不過AEC-Q104規範,主要是國際車用IC設計廠商所定義的,略顯不足,較無法貼近車廠及Tier1車用模組廠的需求;對於有意跨入車用領域的供應商,通過AEC-Q104僅是最基本門檻,若要攻入車用供應鏈,建議仍須符合各車廠的客製規範。想要更進一步了解細節,歡迎洽+886-3-579-9909分機6403吳小姐(Sherry) │ Email: TID@istgroup.com

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