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AEC-Q103測試標準解讀

http://www.beyzzl.live 來源: 時間:2019-10-17

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AEC-Q103版本的新要求讀解 1. 溫度等級 MEMS供貨商必須先了解終端客戶如何使用此MEMS及其在車內的安裝位置,以實際應用的溫度范圍來訂定合適的溫度等級,此溫度等級定義會應用在兩個部分。 第一部分為測試計劃展開時各可靠度實驗的條件選擇,如:TCT(Temperature Cycling,溫度循環實驗),不同等級的溫變范圍及溫差循環數會有差異。 第二部分為前述的可靠度實驗前后功能性測試溫度必須依照User所訂定的溫度范圍來做功能應用的FT(Final Test)測試,訂定溫度等級為Grade 1(-40~125),則代表FT時使用低溫-40、常溫25及高溫125,且需要留意其測試溫度有先后順序的訂定。如:HTOL(High Temperature Operating Life,高溫工作壽命試驗)實驗在FT測試定義順序為RoomàColdàHot。 新版的部分取消了Grade 4 0~70的溫度等級,如下表,此溫度等級若比對車用模塊在ISO 16750/SAE J1211等規范內的描述是無法對應到合適的產品,因此被認為取消此溫度等級是更貼近實際模塊的要求。 2. 實驗項目-新版的增減項目如下: (1)取消 : GL(Gate Leakage;高溫閘極漏電測試)及ESD中的MM(Machine Mode)。 GL的部分主要在仿真車用模塊應用時所可能遭遇高溫及高電場同時發生的環境,此環境會讓MEMS Package內的等效電容及電阻產生Gate Leakage的失效,此失效現象可經由高溫烘烤的方式恢復,取消的原因規范中未有說明,但以筆者在華碧實驗室多年所累積的驗證測試經驗來看,此失效模式常發生在Burn-In及Reflow的過程,雖規范已取消,在生產過程或實際應用客退若有相同失效發生,仍可使用此手法進行再現性實驗。 MM的部分則與JEDEC的JESD47規范同步,一是HBM(Human Body Mode)可以等效MM的實驗結果,二是CDM(Charged-DevMEMSe Model)的重要性更勝于MM,因此應多著重在CDM的測試。至于文獻中提到的HBM與MM的關聯性,以筆者在華碧實驗室檢測ESD實驗室的實務經驗,仍有部分產品的ESD防護電路在HBM及MM上是有所差異的,規范雖然取消此項目,但MEMS業者仍需要面對當ESD客退發生時的處理,ESD定義為設計驗證,所以目前各家廠商仍將其列為標準測試項目。 (2)新增 : Lead(Pb) Free(無鉛)實驗 車電與醫療產業不同于MEMST資通產業,車電與醫療產業注重的科技是技術成熟性、可靠性以及零失效,而非MEMST所追求最先進的技術,因此,車用電子產品在無鉛制程的轉換時程是比消費性產品來的晚,此次正式列入測試項目也代表無鉛制程的轉換已相當成熟,但仍允許部分如引擎室內高溫應用等產品使用有鉛制程。無鉛的驗證項目則包含Solderability、Solder heat resistance以及Whisker。 3. 實驗條件 主要實驗條件改變的部分在于HTOL(High Temperature Operating Life)及TCT(Temperature Cycling)兩項實驗,其余如Wire bonding的相關實驗則是取消Ppk的計算使用Cpk則可、Solderability則說明可由烘烤替代蒸氣老化、Group G部分的實驗樣品數則略為減少。 (1)HTOL:有三個部分,一為實驗時間增長皆為1,000Hrs,二為清楚定義溫度為Tj(Junction Temperature),三為實驗高溫對齊Grade的定義。 (2)TCT:最低標的低溫溫度由-50調整為-55,Cycle數的部分則有部分提升,仍可參考JESD22-A104的規范進行等效實驗條件的替換。 4. 通用性數據 以下圖來說明通用性資料(GenerMEMS Data)的基本含意,兩個產品A、B,若有使用相同制程或材料,則可初步定義為同一家族系列產品,若對A產品進行完整AEC Q-103 QualifMEMSation,相同制程或材料的部分所產出的測試結果則稱之為GenerMEMS Data,先不論驗證的數量與程序,只要GenerMEMS Data的定義符合AEC-Q103的說明,B產品進行剩余項目的驗證后再加上GenerMEMS Data,則可宣告B產品也通過AEC-Q103。 此次新的版本對于GenerMEMS Data及QualifMEMSation Family的定義及使用原則有較清晰的說明,并且簡化了其認證程序,同時以情境模擬案例,來說明那些制程變更時應進行那些實驗項目與Lot數量,都有較明確的定義,因內容過多,大家若有需要可以再參閱規范。 5. 擬定測試計劃 本文中最重要、也是此次改版中,華碧實驗室認為變動最大的部分,呼應US汽車工程師協會在規范SAE-J1879/J1211中強調的強韌性/穩健性驗證(Robustness Validation),驗證計劃應思考的是,因應該產品在實際應用環境所面臨的使用條件而擬定的,而非以單一測試標準/條件來適用所有產品,也就是Test for ApplMEMSation,而非Test for Standard。

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