發佈日期:2026/4/28
發佈單位:iST宜特
AEC-Q104推出新版Rev A!此次大改版,究竟會對多晶片模組測試方式帶來什麼變化?車用IC研發工程師該如何快速因應新版規範?本文跳過生硬的長篇大論,直接切入重點,讓你第一時間熟悉改版重點。
AEC-Q104改版
AEC-Q104改版
在自動駕駛、車聯網(V2X)以及電動車(EV)的飛速發展,車用電子的複雜度呈幾何級數增長。為了塞進更多強大的功能,傳統單一封裝的 IC 已經不夠用,把多種晶片包在一起的多晶片模組(MCM)或系統級封裝(SiP)成為了主流趨勢。
然而,當一個封裝內同時包含邏輯IC、功率元件與被動元件時,以往大家熟悉的AEC-Q100或AEC-Q101等規範,已不足以覆蓋其獨特的失效機制。為了幫大家解決這個痛點,最新AEC-Q104 Rev A誕生了,它正是專為MCM量身打造的「黃金準則」。
AEC-Q104初版在2017年9月發行,初版的重點在於建立「多晶片模組(MCM)依據可能的失效機制所設計的應力測試與驗證方法框架」(延伸閱讀:六大重點,秒懂車用多晶片模組AEC-Q104規範);而最新發行的A版,則擴充了適用範圍、測試群組細節、散熱與功率耗散條件,並強化了模組層級的可靠性驗證與全生命周期管理。今天,宜特小學堂就幫大家把落落長的規範,整理成四個簡單易懂的闖關秘笈。
本期宜特小學堂將AEC-Q104 Rev A切分為「驗證計畫」、「測試流程」、「製程變更指南」與「特定測試定義與驗收細節」進行探討。
一、驗證計畫:我的MCM驗證到底該從哪裡下手?
很多工程師一看到MCM或SIP裡面滿滿的元件,常常崩潰:「難道每一顆都要逐一測試嗎?更何況不少元件來自供應商,如果全部都要驗證,流程究竟要拖到什麼時候才能完成?」別擔心,規範不是要整你!當一個模組無法完全透過現有的單一AEC系列規範(Q100,Q101,Q102,Q103,Q200)完成驗證時,就必須採用AEC-Q104。在制定AEC-Q104驗證計畫,可以靈活運用既有指引:
(一)借力使力(Leverage):
直接引用AEC-Q100、Q101或Q200的現成測試方法作為基礎。
(二)拿現成數據(Surrogate Data):
如果你的MCM已經做過AEC-Q102(光電)或AEC-Q103(微機電)測試,數據可以直接拿來用,加速過關!
(三)絕對必考題(Mandatory):
雖然可以引用數據,但Group H(板階可靠度,BLR)是絕對不能豁免的必測項目,因為大尺寸模組跟PCB板之間的「焊點疲勞」,正是MCM最常發生故障的死穴。
具體的驗證計畫取決於MCM的複雜度、技術特性與封裝類型。並且在取得使用者(User)同意的前提下,亦可將測試成本納入考量。本規範的核心聚焦於「完整MCM元件」的資格驗證,而非針對內部每個子組件進行獨立拆解測試;儘管如此,為了確保整體品質,仍建議優先選用已通過AEC驗證的子組件。
以下將驗證計畫流程整理為流程圖,以直觀呈現決策與測試步驟。
二、測試流程:幫你省時又省成本的好消息!
車規驗證向來成本極高。但這次A版更新帶來了一個超大福音:取消了初版規定的「序列測試(Sequential testing)」!
什麼是序列測試?就是連續執行兩種不同的壓力測試,例如在HTOL後的TST…等。序列測試是OEM對Tier 1的常見要求,並在Tier 1廣泛應用。但實際上Tier 1車廠很少這樣要求Tier 2供應商,所以新版直接把這個規定拿掉,幫大家省下大筆的時間與成本!當然,如果你的客戶有特殊要求,還是可以測。
另外,AEC‑Q104允許善用通用數據(Generic Data)以簡化流程。然而,部分測試仍可能需要進行參數漂移(Parametric Drift)量測。若產品規格或其他AEC系列規範中,存在比AEC‑Q104 Table 1更嚴格或額外的測試要求,則應視情況納入或替換至模組資格驗證測試中。
三、製程變更指南:製程稍微改一下,需要重測嗎?
工廠在生產時難免會遇到需要更換材料或微調製程的時候,新版規範把「變更指南」寫得更細緻了。透過更細緻的分類與補充說明,製造商在進行MCM或子組件資格驗證時,能更有效率地比對既有數據、判斷是否需要額外測試,並在可靠度與成本之間取得平衡,進一步提升整體品質一致性。以下列出本次更新所涵蓋的變更項目:
(一)基板材料變更和/或外部尺寸
(二)基板變更影響模組電路圖
(三)模組組裝過程中所使用製程的變更
(四)測試平台和/或測試覆蓋率的變更
(五)產品標記製程的變更(僅限墨水標記,Ink Marking)
以上製程變更,A版都有明確的規定可以對照,避免因標準不清而引發認證爭議。
四、特定測試定義:魔鬼藏在細節裡,新版測試方法大公開
這次AEC-Q104規範的新版,把很多過去模糊的地帶都定義清楚了,也補充了新的測試要求,以確保驗證結果的完整性與一致性。
(一)釐清既有測試細節包括:
- 靜電測試(ESD):
HBM(Human Body Model)、CDM(Charged Device Model)直接與AEC-Q100標準看齊。 - STEP(Start Up and Temperature Steps):
新增測試圖示與方法描述。 - LTSL(Low Temperature Storage Life):
明確規定要在最低環境「儲存」溫度下進行應力測試,以避免測試方法與判定標準有模糊空間。
(二)面對複雜的應力測試,該怎麼選?
由於MCM結構複雜,內部不同子組件的功率狀態差異,容易造成溫度分佈不均;在瞬間發熱時,更易引發材料間熱膨脹係數(CTE)不匹配應力,長久累積終將推向失效邊緣。我們可以依據情境選擇:
- 功率溫度循環(Power Temperature Cycling,簡稱PTC):
此為既有測試項目。模擬實際環境,評估功率與溫度的交互應力。 - 功率循環測試(Power Cycling Test,簡稱PCT):
此為替代方案。專門對付非均勻溫度梯度的應力,模擬高功率變化的極端情境。模擬從最低自發熱狀態(如待機)到最高自發熱狀態(如最大工作狀態)的功率循環,全面評估模組在「功率負載變動」與「溫差應力」下的可靠度。
透過表格讓讀者們快速掌握,PTC與PCT的共通性與差異,作為測試決策參考。
(三)MCM結構差異下的DROP怎麼測試?
眾所周知,AEC-Q104初版於2017年正式定義了BLR的基本試驗,包括溫度循環(TCT)與落下(Drop),透過焊點壽命與良率的觀察來掌握可靠度表現。(完整的車用板階可靠度標準,請見此文:最新AEC-Q007規範搶先看 車用Board Level驗證手法大公開)
在最新修訂版中,針對模組在實際使用環境下可能遭遇的機械衝擊,新增了MCM DROP的替代方案,建立專屬的落摔測試方法與驗收準則。此修訂特別考量MCM結構差異,將不同封裝型態下的DROP測試方式加以區分,讓驗證更貼近實際應用情境。
若是有裸露焊點(H4A):需承受500G的半正弦脈衝,標準超嚴格,必須零失效才算過關;若是無裸露焊點的包覆模組(H4B):則需承受更高的1500G,允許的判定標準為62.3% 失效。
- 靜電測試(ESD):
AEC-Q104 Rev A 的推出,代表汽車電子可靠度標準的再一次提升。它以失效機制為核心,要求多晶片模組在設計、製造與文件化管理上展現一致性與嚴謹性,並透過更完整的認證框架強化供應鏈的透明度與可追溯性。制定這些嚴苛標準的AEC協會,是由克萊斯勒、福特、通用汽車等巨頭創立,全球只有93家合格會員,而宜特科技已經在2022年底正式成為AEC會員,與台積電、聯電等大廠並列。
未來的車規驗證只會越來越嚴謹,後續的標準將持續整合新的可靠度與驗證經驗,包含彎曲測試、溫度分級,並計畫依據實際需求制定更合適的測試要求、更新方法細節….等。這些準備工作顯示,標準不僅是當前的品質門檻,更是持續演進的過程,確保汽車電子模組能在長期嚴苛環境下保持穩定可靠。
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