車用電子可能長時間面對高低溫、濕氣、溫度循環、振動、機械衝擊與電氣負載等環境應力；更重要的是，元件裝上PCB並組成模組後，又會增加焊點、材料介面與組裝製程等新的Failure Mechanism。

因此，車用可靠度不能只回答「這顆IC耐不耐用」，還必須一路往上確認：上板後耐不耐用？組裝後耐不耐用？最後放進實際車載環境還耐不耐用？

透過由元件至系統端的驗證方式，可在產品開發階段逐步釐清元件、材料、製程與系統之間的潛在失效風險。

Step 1｜Component Level：AEC-Q如何驗證車用電子元件可靠度？

第一關先回到元件本身。

AEC針對不同類型車用電子元件制定相對應的可靠度驗證規範，例如AEC-Q100適用IC、AEC-Q101適用離散式半導體、AEC-Q102適用離散式光電元件、AEC-Q103適用MEMS、AEC-Q104適用MCM，AEC-Q200則適用被動元件。

AEC-Q系列的目的，是透過不同環境、壽命、電性與封裝相關可靠度測試，評估元件在預期車用條件下的可靠度。

Component Level Pass，只代表第一關過了。

當元件被焊上PCB之後，PCB材料、Solder Joint、SMT製程與不同材料間的CTE差異，都會帶來新的可靠度風險。

Step 2｜ PCB level：IC都沒問題，PCB為什麼還可能讓產品失效？

PCB（Printed Circuit Board）是連接半導體、被動元件與其他電子零組件的重要載體。一旦PCB本身發生導通、絕緣或材料可靠度問題，即使所有IC皆符合元件級可靠度要求，整個ECU或電子模組仍可能失效。
車用PCB可依產品與客戶需求參考IPC-6012等相關規範進行可靠度評估，常見項目包括：

• 回焊組裝模擬試驗(Reflow Thermal Stress Test)
• 溫度衝擊耐久試驗(Thermal shock endurance Testing)
• 高溫耐久試驗(High Temperature Endurance Testing)
• 高溫高濕儲存試驗(High Temperature & Humidity Storage Testing)
• 陽極細絲導通試驗(Conductive Anodic Filament，簡稱CAF Testing)
• 表面絕緣電阻試驗(Surface Insulation Resistance，簡稱SIR Testing)

對車用PCB而言，材料選擇、Stack-up、Via結構、表面處理與製程品質，都可能影響長期可靠度。

因此，PCB Level關心的是「板子本身可靠不可靠」；後續到了PCBA Level則進一步確認「經過SMT與組裝後，有沒有產生原本裸板不存在的新風險」。

STEP3｜Board Level：聚焦元件上板後，焊點互連的可靠度

元件本身Pass，PCB也沒問題，並不代表元件焊上PCB之後也一定Pass。

封裝、PCB與焊料具有不同的熱膨脹係數（CTE）。當車用電子反覆經歷升溫與降溫，材料熱脹冷縮程度不同，焊點（Solder Joint）便可能長期承受熱機械應力，逐漸形成疲勞裂紋。
這就是Board Level Reliability（BLR）要處理的問題。

AEC於2024年發布AEC-Q007，進一步針對車用Board Level Reliability建立驗證指引，納入元件、PCB、並導入Daisy Chain測試介面設計。透過Temperature Cycling來觀察Daisy Chain的阻抗變化，可以觀察測試過程中的互連結構變化，再搭配Failure Analysis確認Solder Joint失效位置與Failure Mechanism。
不過，AEC-Q007不等於所有車用BLR需求的總和。實際產品仍可能依Mission Profile及OEM／Tier 1要求，評估Vibration、Mechanical Shock或其他機械與環境應力。iST目前的BLR服務也涵蓋複合式振動、溫度衝擊及應力等相關測試。

透過Daisy Chain設計與電阻監控，可觀察溫度循環測試過程中互連結構的電性變化與失效情形，並搭配失效分析進一步確認Solder Joint的失效位置與機制，作為評估車用板階可靠度壽命的重要依據。（延伸閱讀：AEC-Q007車用Board Level驗證）

實際測試項目與條件依產品應用、Mission Profile及OEM / Tier 1 Customer Specific Requirements而異；本表僅為案例說明，不代表AEC-Q007標準測試條件。

車用BLR常見的5大焊點失效因子

歸納在宜特與德凱宜特實驗室中，車電晶片Board Level常見的焊點可靠度五大影響因子：

1. 焊點尺寸與排列方式
2. 焊料合金成分
3. PCB設計與材料選擇
4. Reflow製程與Flux殘留
5. Underfill等焊點周圍材料

其中，封裝、PCB與焊料之間的熱膨脹係數（Coefficient of Thermal Expansion, CTE）差異尤其值得注意。

當車用電子反覆經歷升溫與降溫，不同材料產生不同程度的熱脹冷縮，焊點可能長期承受拉伸、壓縮與剪切應力，最終形成疲勞裂紋或其他失效。

由於一般車用晶片使用年限可能長達10年以上，測試條件須謹慎評估。因此，BLR不應等到產品已經完成才進行測試，而應在封裝、PCB與材料設計階段就將潛在可靠度風險納入考量，對於後續故障分析的改善時程與費用皆能有所提升。

Step 4｜PCBA Level：焊點沒問題，為什麼整片組裝板還可能失效？

即使半導體元件、PCB及焊點分別通過前一階段的可靠度評估，經過SMT、Reflow與組裝製程後，仍可能因助焊劑殘留、離子污染、材料相容性及製程條件等因素，產生新的可靠度風險。因此，PCBA Level關注的不只是單一焊點是否可靠，而是整片電路板完成組裝後，材料與製程是否可能在長期使用環境下引發漏電、腐蝕、Electrochemical Migration（ECM）或其他潛在失效。

根據宜特與德凱宜特實驗室過往服務國際Tier 1客戶的經驗，除了車載資訊系統外，ABS、SRS等與車輛安全功能相關的ECU，也可能面臨到不同的PCBA可靠度驗證需求。
值得注意的是，實際車用PCBA電子驗證並沒有一套測試條件可以適用所有產品。OEM與Tier 1通常會依產品應用、Mission Profile、預期使用壽命及Customer Specific Requirements（CSR）制定不同的可靠度測試計畫。

常見評估方向包括：

1. 表面絕緣電阻（Surface Insulation Resistance, SIR）
   透過溫濕度與偏壓等條件，評估PCBA表面污染或製程殘留物是否造成絕緣性能下降。
2. 電化學遷移（Electrochemical Migration, ECM）
   在濕氣、離子污染與電場等條件作用下，導電金屬可能發生遷移，進一步形成漏電甚至短路風險。
3. 離子污染與製程清潔度
   SMT與Reflow後若存在Flux或其他離子性殘留物，在高溫高濕環境下可能增加Corrosion、Leakage與ECM等風險。
4. Tin Whisker與材料可靠度
   依產品材料與製程需求，評估錫鬚及其他可能影響長期可靠度的材料風險。

PCBA Level可靠度驗證的重點，不只是「焊點牢不牢」，而是進一步確認，完成組裝之後，製程與材料有沒有留下可能在未來造成失效的風險？因此，實際驗證應依產品使用環境、Mission Profile與客戶需求規劃Test Plan，提早找出組裝製程與材料所帶來的潛在失效機制。

Step 5｜System Level：前面四關都PASS了，為什麼整機還要再測？

因為「零件都可靠」和「整個系統可靠」，是兩件不同的事。

當元件、PCB與PCBA整合成ECU或完整電子模組後，實際安裝位置、電氣負載、散熱條件、振動、溫濕度及化學環境都可能產生新的系統級風險。

System Level可依產品類型、應用位置與客戶要求，參考ISO 16750及OEM / Tier 1的Customer Specific Requirements進行測試規劃。

ISO 16750涵蓋道路車輛電子電氣設備所面對的多種環境條件與測試需求，例如：

1. 電性負載（Electrical Loads）
2. 機械負載（Mechanical Loads）
3. 氣候負載（Climatic Loads）
4. 耐化學溶劑負載（Chemical Loads）

然而，ISO 16750並不是所有車用電子產品唯一且固定的測試答案。實際驗證計畫仍須依產品類型、車輛安裝位置、Mission Profile與使用環境制定；若產品目標為進入特定OEM或Tier 1供應鏈，還須進一步確認客戶規範與Customer Specific Requirements（CSR），才能建立符合實際應用需求的系統級可靠度驗證計畫。

換句話說，國際標準提供的是可靠度驗證的共同基礎，OEM與Tier 1的產品應用與客戶要求，則決定最終需要驗證到什麼程度。

從消費電子跨入車用市場，最大的改變並不是把原來的Test Plan多加幾個測項，而是可靠度必須更早進入產品設計，並依實際使用情境規劃驗證條件。

車用電子可靠度驗證並不是「測得越久、溫度越高越好」。實際Test Plan應從產品的Mission Profile出發，考量產品安裝位置、溫度、濕度、振動、電氣負載與預期使用壽命，再依可能的Failure Mechanism選擇適合的測試條件與加速模型。

例如，依不同失效機制與測試目的，可使用高溫加速模型(Arrhenius)、高溫高濕加速模型(Hallberg-Peck)、溫度循環加速模型(Coffin-Manson)等加速模型（Acceleration Model），建立溫度、濕度或熱循環等應力與失效時間／疲勞壽命之間的關係，作為加速試驗條件與可靠度評估的參考。

需要注意的是，不同加速模型都有其適用的Failure Mechanism與假設條件，並不是將測試數據代入公式，就能直接換算出產品的實際使用壽命。

至於，我們常聽到的HALT（Highly Accelerated Life Test）在車用可靠度驗證中又是扮演什麼角色？

除了依Mission Profile規劃可靠度測試，在產品開發階段，也可依需求導入HALT，透過逐步提高溫度、振動等環境應力，探索產品的設計裕度（Design Margin）與潛在弱點（Design Weakness），協助研發團隊在產品定案前提早發現問題。需要特別注意的是，HALT的重點在「找弱點」，而不是證明產品可以使用多少年。

總括來說，可靠度測試規劃不應只是：「看到AEC-Q就做AEC-Q、看到BLR就做Temperature Cycling。」更重要的是先了解：「這個產品裝在哪裡？使用年限內會承受什麼？」

從消費電子跨入車用市場，車用可靠度測試條件到底該怎麼決定？最大的改變並不是把原來的Test Plan多加幾個測項。

元件選擇、Package、PCB Stack-up、Solder Alloy、SMT條件、材料搭配與系統安裝環境，都可能改變最後的可靠度結果。如果等到整機完成後才開始思考可靠度，一旦Fail，回頭修改的成本通常也更高。

因此，車用電子的可靠度驗證應從產品設計階段，就依Mission Profile與客戶需求規劃。從元件、PCB、Board Level 、PCBA到最後的系統端，每往上一層，都不是重複前一層的測試，而是在回答一個新的問題。

元件本身可靠嗎？PCB長期使用可靠嗎？焊上去之後可靠嗎？
組裝製程有沒有帶入新的風險？最後整個系統放進真實車載環境，還可靠嗎？

從元件一路看到系統，並依產品真正的使用環境規劃Test Plan，才能更早找出潛在失效機制，建立更完整的車用電子可靠度驗證策略。

車用可靠度真正要驗證的，不只是「每一關有沒有Pass」，而是產品從元件一路走到系統之後，是否仍能在預期的車載環境與生命週期內維持可靠。

AEC-Q100主要針對車用積體電路（IC）的可靠度Qualification要求。實際是否適用及需要執行哪些測試，仍應依產品類型、應用位置、客戶要求與Mission Profile進行確認。

主要差異在產品類型。AEC-Q100適用IC、AEC-Q101適用離散式半導體、AEC-Q104主要針對MCM多晶片模組，AEC-Q200則適用被動元件。

AEC-Q007是AEC於2024年發布的車用Board Level Reliability相關規範，將電子元件、PCB及Daisy Chain設計納入BLR可靠度評估，用於觀察元件上板後的焊點可靠度。

多數AEC-Q規範主要著重元件層級；BLR則進一步觀察元件安裝至PCB後的焊點可靠度。AEC-Q007的發布，使車用Board Level Reliability有更明確的AEC規範方向。

可依產品應用及客戶要求參考IPC-6012等相關規範，並針對高低溫、濕氣、CAF、SIR及其他可能影響PCB長期可靠度的項目進行評估。

因為AEC-Q通過主要確認元件本身的可靠度，不代表元件焊接到PCB後仍具有相同的可靠度。元件上板後，封裝、PCB與焊料之間的熱膨脹係數（CTE）差異，以及焊點設計、材料與組裝製程，都可能產生新的可靠度風險。BLR（Board Level Reliability）可進一步評估元件上板後的焊點與互連可靠度，補足元件級驗證無法涵蓋的板階風險。

不建議直接套用。車用電子面對的溫度、濕度、振動與機械應力，以及Mission Profile、預期使用壽命與失效風險，都與消費性電子不同。因此，應依產品實際安裝位置、使用環境與客戶要求重新規劃Test Plan，必要時透過溫度、振動等複合環境測試，更貼近產品實際可能承受的車載條件。

ISO 16750主要針對道路車輛中的電子電氣設備，評估其承受實際車載環境應力的能力。測試範圍涵蓋電氣負載、機械負載、氣候環境與化學負載等。實際測試項目與條件仍需依產品安裝位置、Mission Profile及OEM／Tier 1客戶要求進行規劃。

不一定。AEC-Q是元件可靠度的重要基礎，但OEM與Tier 1仍可能要求BLR、系統可靠度、品質管理、功能安全、車用資安及客戶指定需求等其他項目。

測試Fail後應進一步進行故障分析，找出根本原因與失效模式，再針對材料、結構、製程或設計進行改善，並透過後續驗證確認改善效果。