AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)是用于分立半導(dǎo)體器件的,標(biāo)準(zhǔn)全稱:Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors,基于分立半導(dǎo)體應(yīng)力測(cè)試認(rèn)證的失效機(jī)理,名字有點(diǎn)長(zhǎng),所以一般就叫“分立半導(dǎo)體的應(yīng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)”?,F(xiàn)在的Rev E版本是2021.03.01剛發(fā)布的最新版。
AEC-Q101認(rèn)證包含了分立半導(dǎo)體元件最低應(yīng)力測(cè)試要求的定義和參考測(cè)試條件,目的是要確定一種器件在應(yīng)用中能夠通過(guò)應(yīng)力測(cè)試以及被認(rèn)為能夠提供某種級(jí)別的品質(zhì)和可靠性。
AEC-Q101按Wafer Fab晶圓制造技術(shù),分為以下幾種,主要是MOS、IGBT、二極管、三極管、穩(wěn)壓管、TVS、可控硅等。
AEC-Q101分立半導(dǎo)體器件(來(lái)源:aecouncil.com)
根據(jù)AEC-Q101-2021新版規(guī)范,認(rèn)證測(cè)試通用項(xiàng)目大大小小算起來(lái)共有37項(xiàng),但并非所有的測(cè)試項(xiàng)目都需要測(cè)試,需要依據(jù)不同的器件類型,封裝形式,安裝方式等等來(lái)選擇要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目。
AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)將試驗(yàn)項(xiàng)目分為5個(gè)大組,以某型號(hào)SOT23封裝的MOSFET為例,AECQ101認(rèn)證應(yīng)選擇哪些測(cè)試項(xiàng)目和條件,以及不選擇此項(xiàng)目的原因說(shuō)明,以下是按組介紹需要測(cè)試項(xiàng)目的清單。
GroupAGroup A加速環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)共有10個(gè)項(xiàng)目,AC高壓和 H3TRB高溫高濕反偏做為可選項(xiàng)可不用進(jìn)行,PTC功率溫度循環(huán)在IOL間隙壽命不能滿足才做,TCDT溫循分層試驗(yàn)和TCHT溫循熱試驗(yàn)不適用在銅線連接的器件上執(zhí)行測(cè)試。
TEST GROUP A–ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS | ||||
序號(hào) | 編碼 | 項(xiàng)目 | 縮寫 | 條件或說(shuō)明 |
1 | A1 | 預(yù)處理 | PC | 僅在測(cè)試A2、A3、A4、A5和C8之前對(duì)表面安裝零件(SMD)進(jìn)行測(cè)試 |
2 | A2 | 高加速應(yīng)力試驗(yàn) | HAST |
條件二選一 條件一:TA=130℃,85%RH,96H 條件二:TA=110℃,85%RH,264H。加反向偏置電壓=80%額定電壓,前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
4 | A3 | 無(wú)偏高加速應(yīng)力試驗(yàn) | UHAST |
條件二選一 條件一:TA=130℃,85%RH,96H 條件二:TA=110℃,85%RH,264H,前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
6 | A4 | 溫度循環(huán) | TC | 溫度-55℃~最高額定Tj溫度,不超過(guò)150℃,1-3循環(huán)/小時(shí),按組件等級(jí)選擇1CPH,1000個(gè)循環(huán)。前后都要測(cè)試電氣參數(shù),依據(jù)2.4判定 |
9 | A5 | 間隙工作壽命 | IOL | TA=25℃,器件通電保證TJ變化量≥100℃(不超過(guò)最大額定值),循環(huán)數(shù)循環(huán)數(shù)=60000/(通電分鐘+斷電分鐘)。前后都要測(cè)試電氣參數(shù),依據(jù)2.4判定 |
GroupB
Group B加速壽命模擬試驗(yàn)共有4個(gè)項(xiàng)目,ACBV交流阻斷電壓僅適于晶閘管,SSOP穩(wěn)態(tài)運(yùn)行僅適于TVS二極管。
TEST GROUP B–ACCELERATED LIFETIME SIMULATION TESTS | ||||
序號(hào) | 編碼 | 項(xiàng)目 | 縮寫 | 條件或說(shuō)明 |
11 | B1 | 高溫反向偏壓 | HTRB | 在用戶規(guī)格中最大直流反向額定電壓,通過(guò)溫箱調(diào)整結(jié)溫防止失效,保持1000小時(shí),前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
14 | B2 | 高溫柵偏壓 | HTGB | 柵級(jí)偏置器件關(guān)閉時(shí)最大電壓100%,在指定結(jié)溫下(推薦結(jié)溫125℃)1000小時(shí),前后都要測(cè)試電氣參數(shù),做5個(gè)件的Decap,線拉力。 |
GroupC
Group C封裝完整性試驗(yàn)15個(gè)項(xiàng)目,TS端子強(qiáng)度適用于通孔引線器件的引線完整性,RTS耐溶劑性對(duì)于激光蝕刻或無(wú)標(biāo)記器件不用進(jìn)行。CA恒定加速,VVF變頻振動(dòng),MS機(jī)械沖擊,HER氣密性這四項(xiàng)適用于氣密封裝的器件。
TEST GROUP C–PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS | ||||
序號(hào) | 編碼 | 項(xiàng)目 | 縮寫 | 條件或說(shuō)明 |
15 | C1 | 破壞性物理分析 | DPA | 開(kāi)封過(guò)程確保不會(huì)導(dǎo)致引線和鍵的退化 |
16 | C2 | 物理尺寸 | PD | 依據(jù)產(chǎn)品規(guī)格書(shū)測(cè)量封裝物理尺寸 |
17 | C3 | 邦定線抗拉強(qiáng)度 | WBP |
條件C和條件D,金線直徑>1mil在TC后最小拉力為3克,金線直徑<1mil,請(qǐng)參閱 MIL-STD-750-2方法2037作為指南 最小拉力強(qiáng)度。金線直徑<1mil,施力點(diǎn)靠近焊點(diǎn),而不是在線中間。 |
18 | C4 | 邦定線剪切強(qiáng)度 | WBS | 銅線剪切參考JESD22-B116 |
19 | C5 | 芯片剪切力 | DS | 評(píng)估制程變更的穩(wěn)健性,依據(jù)表3的指導(dǎo)進(jìn)行C5測(cè)試 |
22 | C8 | 耐焊接熱 | RSH | SMD部件應(yīng)全部在測(cè)試期間被浸沒(méi),根據(jù)MSL進(jìn)行預(yù)處理等級(jí),前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
23 | C9 | 熱阻 | TR | 測(cè)量TR以確保符合規(guī)范 |
24 | C10 | 可焊性 | SD | 放大50X,參考表2B焊接條件,SMD采用方法B和D |
25 | C11 | 晶須生長(zhǎng)評(píng)價(jià) | WG | 可商定,溫度沖擊-40~+85℃,1小時(shí)2循環(huán),1500循環(huán),試驗(yàn)后采用SEM進(jìn)行錫須觀察 |
GroupD
Group D模具制造可靠性試驗(yàn)1個(gè)項(xiàng)目
TEST GROUP D– DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS | ||||
序號(hào) | 編碼 | 項(xiàng)目 | 縮寫 | 條件或說(shuō)明 |
30 | D1 | 介質(zhì)完整性 | DI |
以1V為增量增加電壓同時(shí)監(jiān)控柵極電流, 介電強(qiáng)度定義為柵前的柵電壓讀數(shù), 電流增加了一個(gè)數(shù)量級(jí),記錄并報(bào)告每個(gè)DUT的電壓和電流,評(píng)估制程變更的穩(wěn)健性,依據(jù)表3的指導(dǎo)進(jìn)行D1測(cè)試 |
GroupE
Group E電氣驗(yàn)證試驗(yàn)6個(gè)項(xiàng)目。UIS鉗位感應(yīng)開(kāi)關(guān)僅限功率 MOS半導(dǎo)體和內(nèi)部箝制IGBT,SC短路特性僅適用于智能功率器件。
TEST GROUP E– ELECTRICAL VERIFICATION TESTS | ||||
序號(hào) | 編碼 | 項(xiàng)目 | 縮寫 | 條件或說(shuō)明 |
31 | E0 | 外觀檢查 | EV | 所有的樣品都要檢查 |
32 | E1 | 應(yīng)力測(cè)試前后電性能測(cè)試 | TEST | 在室溫下進(jìn)行 |
33 | E2 | 參數(shù)驗(yàn)證 | PV | 額定溫度驗(yàn)證參數(shù) |
34 | E3 | ESD HBM | ESDH | 前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
35 | E4 | ESD CDM | ESDC | 前后都要測(cè)試電氣參數(shù) |
AEC-Q101認(rèn)證準(zhǔn)備
AEC-Q101驗(yàn)證流程
華碧實(shí)驗(yàn)室車規(guī)電子檢測(cè)認(rèn)證
華碧實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集檢測(cè)、鑒定和認(rèn)證為一體的第三方檢測(cè)與分析的新型綜合實(shí)驗(yàn)室,是質(zhì)量和誠(chéng)信的基準(zhǔn)。華碧實(shí)驗(yàn)室擁有豐富的車規(guī)級(jí)電子認(rèn)證經(jīng)驗(yàn),已成功協(xié)助300多家汽車分立半導(dǎo)體企業(yè)制定相對(duì)應(yīng)的AEC-Q101驗(yàn)證步驟與實(shí)驗(yàn)方法,并順利通過(guò)AEC-Q系列認(rèn)證。
華碧實(shí)驗(yàn)室憑借廣泛的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)及先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室,提供全面的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)解決方案,服務(wù)范圍覆蓋供應(yīng)鏈上下游,幫助分立器件廠商把控良率并順利進(jìn)入車廠供應(yīng)鏈,助力其產(chǎn)品在市場(chǎng)端建立穩(wěn)固的質(zhì)量信任,推動(dòng)國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)取得新的技術(shù)突破與穩(wěn)健的持續(xù)性發(fā)展。
審核編輯黃宇
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