发布日期：2018/4/11
发布单位：iST宜特
MCM、SIP等复杂多芯片供货商，应依AEC-Q100，还是ISO16750进行车用测试?
车用IC上板至PCB的焊点可靠性测试(BLR)，又应依循哪一规范?
困扰IC设计厂商与Tier1汽车模块商多年的难题，终于在今年有官方答案了!! 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更是车用行业规范中，首次定义车用板阶可靠性测试项目(Board Level Reliability，BLR)的规范。
也因此，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性测试的AEC-Q104。
- 车用电子主要依据国际汽车电子协会(Automotive Electronics Council，简称AEC)作为车规验证标准，包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q200(被动组件)。
- 而AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q104(多芯片组件)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，例如电磁兼容性(EMC)验证。
AEC-Q104与AEC-Q100主要的差异在哪里呢? 以下整理六大重点，带您快速进入AEC-Q104。
基本观念
AEC-Q104规范中，共分为A-H八大系列。其中，一大原则，在于MCM上使用的所有组件，包括电阻电容电感等被动组件、二极管离散组件、以及IC本身，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项可靠性测试:TCT(温度循环)、Drop(落下)、Low Temperature Storage Life(LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP)；以及3项失效类检验:X-Ray、Acoustic Microscopy(AM)、Destructive Physical(DPA)；若MCM上的组件未先通过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，验证项目会变得比较多。
图说(点图放大):AEC-Q104 A-H所有测项(图片来源:AEC-Q104规范)
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性测试(Component Level Reliability)，也增加了Thermal Shock(TS)及外观检视离子迁移(VISM)。
修改ESD静电放电测试规格
考虑MCM内部组件组成的复杂性，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； 组件充电模式(Charged-Device Model，CDM)，在AEC-Q100中，Corner Pin是750V，其他为500V，而在AEC-Q104上，则无论Pin Out位置，统一改为500V (参见表一)。
ESD测试 AEC-Q100 AEC-Q104 HBM 2KV 1KV CDM Corner Pin是750V，其他为500V Pin Out统一500V 表一: ESD测试在AEC-Q100与AEC-Q104的差异
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，考虑MCM等复杂产品的成本较高，因此优化实验样品数量为30颗*3 lots。
首次定义车用BLR测项
板阶可靠性（BLR），是国际间常用来验证IC组件上板至PCB之焊点强度的测试方式，也是目前手持式装置常规的测试项目。而随着汽车电子系统的复杂度提升，更多的IC组件被运用在汽车内，BLR遂逐步成为车用重要测试项目之一，不仅Tier 1车厂BOSCH、Continental、TRW对此制定专属验证手法， AEC-Q104也定义须测试车用电子的板阶可靠性实验(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性通用标准发展的一大步。
AEC-Q104 BLR测项说明
- TCT、Drop、LTSL这三项的参考标准与目前消费性的标准相同，无特殊要求。
- STEP(Start Up & Temperature Steps)则取自ISO 16750车用模块可靠性的标准，实验样品停留在不同温度阶梯条件下，进行功能性测试。
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，主要为国际车用IC设计厂商进行定义，略显不足，较无法贴近车厂及Tier1车用模块厂的需求，若有意跨入车用领域的供货商，通过AEC-Q104仅是最基本门坎，若要攻入车用供应链，建议仍须符合各车厂的客制规范。想要更进一步了解细节，欢迎洽中国免费咨询电话: 400-928-9287│ Email: marketing_chn@istgroup.com