首頁 技术文库 工程师该补强这4招 AEC-Q006铜线封装验证流程大升级

工程师该补强这4招 AEC-Q006铜线封装验证流程大升级

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工程师该补强这4招 AEC-Q006铜线封装验证流程大升级

by Hsinyi

发布日期:2025/9/16AEC-Q006 Spec
发布单位:iST宜特

车用 IC 铜线封装验证流程大升级,长达 18 页的AEC-Q006 改版条文太烧脑?别担心,本篇懒人包让你画重点。无论你是设计、材料、工艺、封装、测试工程师、可靠度主管,还是验证负责人,快速掌握新版 AEC-Q006 四大关键变更
AEC-Q006 Spec

AEC-Q006 Spec

AEC-Q006 Spec

在半导体封装流程中,「打线键合」(Wire Bonding)是芯片和导线架(Lead Frame)进行电气连接的主要技术,而打线材料的主角,以金与铜为大宗。随着金价节节高升,低成本又具备高导电性的「铜线」逐渐崛起,适用于高密度与高功率的优势,让铜线技术广泛应用于车用IC与车用功率模块中。

然而,铜线本身易于氧化,故在工艺中须特别控制键合环境与表面洁净度,以确保键合质量稳定。 此外,键合处在高温、高湿度与热机械应力条件下的长期可靠性亦为关键,铜线键合界面易产生劣化、微结构变异与疲劳失效,进而影响模块的电气稳定性,所以需要透过加速寿命测试与材料选择,确保其符合车规应用之耐久性与安全性要求。

因此,AEC在2025年六月底推出了AEC-Q006重大改版(Rev. B 版),不仅强化了对铜线材料与工艺变更的验证要求,也全面更新实验与分析项目,提升可靠度评估的严谨度。根据宜特观察,市场已开始行动,多家车用芯片已着手进行铜线工艺的升级验证。这场验证升级战,你准备好了吗?

AEC-Q系列有六大家族成员,分别是AEC-Q100(IC芯片)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电组件)、AEC-Q103(微机电系统)、AEC-Q104(MCM多芯片模块)以及AEC-Q200(被动组件)。这次要关注的虽非上述六大家族成员,却是车用IC导入铜线技术的关键验证标准AEC-Q006。

AEC是什么? What is AEC?

AEC是于1990年由克莱思勒、福特汽车、通用汽车组成的组织,目的是要建立通用的汽车零件可靠度测试方法与质量系统标准。此协会全球仅93家为合格会员,皆是全球在汽车各领域翘楚,包括全球前10大的Tier1供货商- APTIV、BOSCH、CONTINENTAL、DENSO、MAGNA、ZF等,以及前10大的车用芯片Tier 2供货商-INFINEON、INTEL、NVIDIA、NXP、QUALCOMM、STM、TI等,而Tier 3供货商(也就是协助Tier 2的服务公司)则包含TSMC、UMC、GF、Amkor皆为其成员。
宜特于2022年底正式成为AEC会员

自2015年发表以来,AEC-Q006陪伴产业走过十年历程,成功让铜线从早期的风险材料,转变为汽车先进互连的可靠选项。随着数百次验证及低故障率数据支持,AEC-Q006 大幅强化了车用IC对铜线技术的信心。

2025年6月底上路的AEC-Q006 Rev. B 版本,从过去十年大量验证经验的积累,进一步优化铜线验证流程,让组件在「更操、更严苛」的环境下也能确保稳健性裕度,同时验证条文更清楚易懂,帮助工程师顺利上手。

本期的宜特小学堂要来聊聊最新上路的 AEC-Q006 Rev. B 改版重点!别小看这次更新,它不只是条文微调,而是针对铜线封装的可靠度验证大升级 —— 从验证流程、测试门坎到祖父条款的界定,全面强化可靠度评估的深度与一致性。想知道工程师们未来会多出哪些工作?改版又会对整体设计验证流程带来什么冲击?本文帮你整理 AEC-Q006 Rev. B 的四大变更重点,掌握新版规范背后的真正意图。

  • 一、重新定义「祖父条款」适用条件

    在车用IC可靠度验证标准持续演进的背景下,祖父条款(Grandfather Clause)扮演着平衡技术创新与既有产品稳定性的关键角色。AEC-Q006 Rev. B版本对祖父条款重新表述,明确界定其适用边界,避免滥用或误解。允许某些既有产品在符合特定条件下,可豁免重新验证,但不得适用于不同技术家族的新产品。例如:若供货商在AEC-Q006发布前已完成铜线技术系列的车用验证,并具备稳健性与可靠度证据,且生产过程无相关问题,即可免除重新验证程序。

  • 二、明确界定「需重新验证」的变更类型

    根据AEC-Q006标准,当组件设计、工艺或材料发生变更,且可能影响铜线互连可靠度时,就必须重新评估是否需执行相关测试项目。以下列出常见需关注的变更类型但不限于:

    (一) 改变镀层材料或焊盘结构:

    此类改变可能影响键合界面反应与附着力

    (二) 更换铜线规格(直径、材质):

    不同线径或合金成分会改变键合行为与热机械性能

    (三) 改变封装架构或模塑料(Mold Compound):

    影响热膨胀系数与应力分布

    (四) 改变键合方式(Ball / Wedge Bond):

    不同键合技术对焊盘与线材的要求不同

    (五) 转移封装厂或工艺条件异动:

    如温度、压力、清洁度等的变动,皆可能影响到键合质量

    这些变更若未经评估,可能导致键合不良、寿命缩短或故障模式改变。因此在设计变更或工艺转移阶段,应主动启动变更评估流程,并依据AEC-Q006测试项目进行验证。

  • 三、技术系列验证更完整,提升一致性、减少不必要重工

    为提升「不同厂、不同工艺条件的铜线封装产品」的可靠度一致性,与技术家族资格认定验证效率,这次改版着重键合点(Stitch)验证、导入批次验证机制,提升工艺稳定性、差异验证流程适度简化,以兼顾效率与风险控管。

    (一)不同导线架?要多验一次!

    如果在相同系列产品中换了不同的导线架(Lead Frame),应执行「键合点(Stitch)」可靠度验证,确保结构不同也不会影响键合质量。

    (二)导入「四批次验证」机制,确保工艺稳定性

    若封装厂使用的是「完全复制(Copied Exactly)」的生产线,就需要做四个批次(4 lots)的验证,才能确认没有潜在风险、工艺一致且稳定。

    (三)晶粒小很多?验证可以简化!

    当新组件的晶粒对角线尺寸小于既有参考组件的115%(参考组件:指已通过AEC Q验证),差异验证项目可简化为只执行一批次样品的温度循环测试(Temperature Cycling Test,简称TCT),确保在热应力条件下的可靠度稳定性,测试范围限于AEC-Q006表3的第1到第10项测试。

  • 四、资格验证流程大翻修!测得更准、也更有效率

    这次 AEC-Q006 Rev. B 针对整体铜线封装的验证测试流程做了一次大升级。调整测试计划,扩充物理分析项目并明确界定封装材料与热机械失效风险,强化测试严谨度。抓出「高应力环境下键合处可能出现的异常」,同时让工程师执行起来更具弹性并提升验证效率。

    (一)取消功率温度循环测试(Power Temperature Cycling Test,简称PTC)

    PTC(Power Temperature Cycling)测试,主要失效机制是源自于芯片内部的温度梯度,然而,对于采用铜线架构的组件而言,其所承受的应力相较于传统温度循环测试(Temperature Cycling Test,简称TCT)所产生的热应力显著较低。并且在考虑产品设计成熟度与历史数据支持的情况下,因此取消这个测试项目。

    (二)提供两种验证方案

    AEC-Q006 Rev. A包含大量的分析性测试,是作为铜线劣化状况之观测与判定依据,但Rev. B已可利用下述两种验证方案预测合理且具可比性的裕度。

    1. 一倍应力(1x stress)方案:确保组件在预期使用年限内具备稳定性与可靠度。
    2. 两倍应力(2x stress)方案:视为风险缓解措施(risk mitigation)。此措施如同「超前部署」,透过更严格的测试,预防日后可能出现的异常,把风险降至最低。

    但不管你选哪一种方案,通过ATE (Automatic Test Equipment)验证都是必要条件,不能省略。

    测试验证流程由17项应力试验与物理分析项目(表一)所构成,依序执行以全面评估。可透过以下流程图(图一),快速掌握各项测试顺序与对应分析手法。

    AEC-Q006 Spec AEC-Q006 Rev. A包含大量的分析性测试,是作为铜线劣化状况之观测与判定依据,但Rev. B已可利用下述两种验证方案预测合理且具可比性的裕度。 1. 一倍应力(1x stress)方案:确保组件在预期使用年限内具备稳定性与可靠度。 2. 两倍应力(2x stress)方案:视为风险缓解措施(risk mitigation)。此措施如同「超前部署」,透过更严格的测试,预防日后可能出现的异常,把风险降至最低。 但不管你选哪一种方案,通过ATE (Automatic Test Equipment)验证都是必要条件,不能省略。 测试验证流程由17项应力试验与物理分析项目(表一)所构成,依序执行以全面评估。可透过以下流程图(图一),快速掌握各项测试顺序与对应分析手法。

    图一:验证方案流程图。(图片来源: 宜特科技)

    AEC-Q006 Spec 根据 AEC-Q006 的表3,如果组件已经顺利通过第13项的ATE测试,则第14到第17项的分析性测试可选择性执行,不是硬性规定。不过AEC协会还是建议供货商应视实际状况评估,必要时仍需要进一步分析,确认产品的可靠度和工艺稳定性。 这些分析性测试(像是物理分析、结构分析、失效模式评估等),主要是协助识别影响可靠性性能的潜在边际性风险。至于是否要执行、怎么执行,应该由供货商根据每个案件自行判断,并订出相应的技术标准与决策依据。 至于要准备多少测试样品?就要看你选哪一种验证方案来决定。第8至第11项的测试样本数,可以作为第14至第17项的参考依据。

    根据 AEC-Q006 的表3,如果组件已经顺利通过第13项的ATE测试,则第14到第17项的分析性测试可选择性执行,不是硬性规定。不过AEC协会还是建议供货商应视实际状况评估,必要时仍需要进一步分析,确认产品的可靠度和工艺稳定性。

    这些分析性测试(像是物理分析、结构分析、失效模式评估等),主要是协助识别影响可靠性性能的潜在边际性风险。至于是否要执行、怎么执行,应该由供货商根据每个案件自行判断,并订出相应的技术标准与决策依据。

    至于要准备多少测试样品?就要看你选哪一种验证方案来决定。第8至第11项的测试样本数,可以作为第14至第17项的参考依据。

    AEC-Q006 Spec 本次改版是在大量实务验证经验上调整流程,提升验证效率、强化稳定性与可理解度,主要四大变更包括:祖父条款定义更清楚,避免滥用;变更条件更明确,哪些材料/工艺变更必须重新验证;技术系列验证强化,新增批次与键合点验证;测试计划更新,取消部分冗测并导入新验证逻辑。

    图二:AEC-Q006应力试验与物理分析项目改版前后。(图片来源: 宜特科技)
    若想看AEC-Q006完整文件,请点此。

常见问答(FAQ):

  • Q1:AEC-Q006 是什么?和 AEC-Q100 有什么不同?

    A:AEC-Q006 是针对车用IC使用铜线封装技术的专属验证规范,补充在AEC-Q100之外。它特别强调铜线的可靠度与风险评估,确保即使在车用环境下(高温、高湿、震动)仍具备长期稳定性。

  • Q2:这次 AEC-Q006 Rev. B 改版的主要目的与重点是什么?

    A:本次改版是在大量实务验证经验上调整流程,提升验证效率、强化稳定性与可理解度,主要四大变更包括:祖父条款定义更清楚,避免滥用;变更条件更明确,哪些材料/工艺变更必须重新验证;技术系列验证强化,新增批次与键合点验证;测试计划更新,取消部分冗测并导入新验证逻辑。

  • Q3:如果我公司产品之前就完成过铜线车用验证,还要重新做吗?

    A:不一定。如果你的产品在AEC-Q006正式发表前就通过铜线封装验证,且生产过程无异常,可适用祖父条款免除重验。但若有变更(如材料、线径、封装架构),仍需重新评估是否要验证。

  • Q4:哪些变更会触发重新验证?

    A:不一定。如果你的产品在AEC-Q006正式发表前就通过铜线封装验证,且生产过程无异常,可适用祖父条款免除重验。但若有变更(如材料、线径、封装架构),仍需重新评估是否要验证。

  • Q5:新版本增加哪些测试?又取消了哪些?

    A:取消了Power Temperature Cycling(PTC)测试,因其对铜线架构组件的应力有限。新增了以「1倍应力 vs 2倍应力」分流的弹性验证方案,提升效率;物理分析项目也更完整,帮助发现潜在问题。

  • Q6:「一倍应力」和「两倍应力」验证是什么意思?

    A:简单来说,「一倍应力」仿真实际产品寿命需求;「两倍应力」则是为了提高安全系数的加严测试。工程团队可依需求选择,但都需通过ATE测试确认功能可靠。

  • Q8:这次修订对工程师有什么影响?

    A:必须更清楚了解工艺/材料变动的验证条件、测试项目与样品准备须更细致、对物理分析与失效模式评估要求提高,需更多跨部门配合(如FA团队)。

  • Q9:宜特在这次 AEC-Q006 改版中扮演什么角色?

    A:宜特(iST)是亚洲首间AEC协会会员实验室,不只是使用规范,更参与规范的讨论与制定,能第一时间掌握改版重点并协助客户规划最佳验证策略。

这次 AEC-Q006 的修订,不只呼应铜线逐渐取代金线的趋势,也针对车用电子在极端环境下的可靠度验证机制再升级。从宜特这几年观察到的验证需求来看,现在有越来越多车用 IC 开始导入或完成铜线封装的可靠度测试,代表市场接受度正在提升。不过铜线本身的风险依然存在,还是得严格把关,才能确保长期稳定、安全无虞。

宜特科技作为AEC协会亚洲首家认可的实验室会员,不只使用规范,亦参与AEC规范的制定,我们将持续关注车电验证趋势与国际规范演进,协助业界更快掌握实务重点,降低导入风险、提升验证效率。
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