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宜特提醒车用多芯片模块AEC-Q104规范六大重点

  • 郑斐文

汽车电子协会(Automotive Electronics Council;AEC)旗下多芯片模块(Multichip Modules;MCM)委员会成员,包含莱迪思(Lattice)、英特尔(Intel)、英飞凌(Infineon)、超捷科技(Microchip)、恩智浦(NXP)、安森美(On Semiconductor)、德州仪器(TI)等企业,近期宣告AEC-Q104 MCM规范,一解MCM、系统构装(System In Package;SIP)、堆叠式封装(Stacked Chip)等复杂多芯片型态应该依循IC,还是模块规范的难题;此外,AEC-Q104更是车用产业规范中,首次定义车用板阶可靠度测试项目(Board Level Reliability,BLR)的规范。

因此,AEC-Q系列家族成员中,将从AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q102、AEC-Q200四项中,多了针对车用多芯片模块可靠度测试的AEC-Q104。

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宜特科技可靠度工程处协理曾劭钧。

车用电子主要依据国际汽车电子协会作为车规验证标准,包括AEC-Q100(IC芯片)、AEC-Q101(离散元件)、AEC-Q200(被动元件)。而AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q104(多芯片模块)为近期较新的汽车电子规范。AEC测试条件虽然比消费型IC规范严苛,但测试条件仍以JEDEC或MIL-STD为主,另外加入特殊规格。

宜特科技可靠度工程处协理曾劭钧分析AEC-Q104六大重点,AEC-Q104规范中,共分为A-H八大系列。其中,一大原则,在于MCM上使用的所有元件,在组合前若有通过AEC-Q100、AEC-Q101或AEC-Q200,MCM产品只需进行AEC-Q104H内仅7项的测试,包括4项可靠度测试:TCT温度循环、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP);以及3项失效检验:X-Ray、Acoustic Microscopy(AM)、Destructive Physical(DPA);若MCM上的元件未先通过AEC-Q100、AEC-Q101与AEC-Q200,那必须从AEC-Q104的A-H八大测项共49项目中,依据产品应用,决定验证项目,也就是说验证项目会变得比较多。

增加顺序试验

AEC-Q100测项都可以一个一个分开进行,但在AEC-Q104上,为了依据MCM在汽车上实际使用环境,为复合式的环境,因此增加顺序试验,验证通过的难度变高。例如,必须先执行完High Temp Operating Life(HTOL),才能做Thermal Shock(TS),颠倒过来就不行。

测试项目增加

AEC-Q104中针对MCM,增加H系列的测项;此外,针对零件本身的可靠度测试(Component Level Reliability),亦增加了Thermal Shock(TS)及外观检视离子迁移(VISM)。

修改ESD静电放电测试规格

考量MCM内部元件组成的复杂性,AEC-Q104在ESD测试项目上,其中人体放电模式(Human Body Model,HBM)的最低要求规格,由AEC-Q100定义的2KV,下调至1KV;元件充电模式(Charged-Device Model,CDM),在AEC-Q100中,Corner Pin是750V,其它为500V,而在AEC-Q104上,则无论Pin Out位置,统一改为500V 。

修改实验样品数量

AEC-Q100的待测样品数量为77颗*3 lots;而在AEC-Q104上,考量MCM等复杂产品的成本较高,因此下修实验样品数量为30颗*3 lots。

首次定义车用BLR测项

AEC-Q104定义须测试车用电子的板阶可靠度试验(Board Level Reliability),虽然AEC-Q104针对BLR的测试项目仅有TCT(温度循环)、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP)等,尚未能完全贴近Tier 1的客户规范,但却是车用板阶可靠度通用标准发展的一大步。

AEC-Q104规范近期一公布,宜特就接到众多国际芯片厂询问是否能够进行测试,代表此规范相当重要和影响力。不过AEC-Q104规范,主要是国际车用IC设计厂商所定义的,略显不足,较无法贴近车厂及Tier1车用模块厂的需求;对于有意跨入车用领域的供应商,通过AEC-Q104仅是最基本门槛,若要攻入车用供应链,建议仍须符合各车厂的客制规范。

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