功率器件AEC-Q101如何選擇測試項目？認證準備及流程有哪些？
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AEC-Q101標準是用于分立半導體器件的，標準全稱(chēng)：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，基于分立半導體應力測試認證的失效機理，名字有點(diǎn)長(cháng)，所以一般就叫“分立半導體的應力測試標準”?，F在的Rev E版本是2021.03.01剛發(fā)布的最新版。
AEC-Q101認證包含了分立半導體元件最低應力測試要求的定義和參考測試條件，目的是要確定一種器件在應用中能夠通過(guò)應力測試以及被認為能夠提供某種級別的品質(zhì)和可靠性。
根據AEC-Q101-2021新版規范，認證測試通用項目大大小小算起來(lái)共有37項，但并非所有的測試項目都需要測試，需要依據不同的器件類(lèi)型，封裝形式，安裝方式等等來(lái)選擇要進(jìn)行的測試項目。
AEC-Q101標準將試驗項目分為5個(gè)大組，以某型號SOT23封裝的MOSFET為例，AECQ101認證應選擇哪些測試項目和條件，以及不選擇此項目的原因說(shuō)明，以下是按組介紹需要測試項目的清單。
GroupAGroup A加速環(huán)境應力試驗共有10個(gè)項目，AC高壓和 H3TRB高溫高濕反偏做為可選項可不用進(jìn)行，PTC功率溫度循環(huán)在IOL間隙壽命不能滿(mǎn)足才做，TCDT溫循分層試驗和TCHT溫循熱試驗不適用在銅線(xiàn)連接的器件上執行測試。
TEST GROUP A–ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS | ||||
序號 | 編碼 | 項目 | 縮寫(xiě) | 條件或說(shuō)明 |
1 | A1 | 預處理 | PC | 僅在測試A2、A3、A4、A5和C8之前對表面安裝零件(SMD)進(jìn)行測試 |
2 | A2 | 高加速應力試驗 | HAST | 條件二選一 |
4 | A3 | 無(wú)偏高加速應力試驗 | UHAST | 條件二選一 |
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)，按組件等級選擇1CPH，1000個(gè)循環(huán)。前后都要測試電氣參數，依據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)數循環(huán)數=60000/（通電分鐘+斷電分鐘）。前后都要測試電氣參數，依據2.4判定 |
GroupB
Group B加速壽命模擬試驗共有4個(gè)項目，ACBV交流阻斷電壓僅適于晶閘管，SSOP穩態(tài)運行僅適于TVS二極管。
TEST GROUP B–ACCELERATED LIFETIME SIMULATION TESTS | ||||
序號 | 編碼 | 項目 | 縮寫(xiě) | 條件或說(shuō)明 |
11 | B1 | 高溫反向偏壓 | HTRB | 在用戶(hù)規格中最大直流反向額定電壓，通過(guò)溫箱調整結溫防止失效，保持1000小時(shí)，前后都要測試電氣參數 |
14 | B2 | 高溫柵偏壓 | HTGB | 柵級偏置器件關(guān)閉時(shí)最大電壓100%，在指定結溫下（推薦結溫125℃）1000小時(shí)，前后都要測試電氣參數，做5個(gè)件的Decap，線(xiàn)拉力。 |
GroupC
Group C封裝完整性試驗15個(gè)項目，TS端子強度適用于通孔引線(xiàn)器件的引線(xiàn)完整性，RTS耐溶劑性對于激光蝕刻或無(wú)標記器件不用進(jìn)行。CA恒定加速,VVF變頻振動(dòng)，MS機械沖擊，HER氣密性這四項適用于氣密封裝的器件。
TEST GROUP C–PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS | ||||
序號 | 編碼 | 項目 | 縮寫(xiě) | 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 )導致引線(xiàn)和鍵的退化 |
16 | C2 | 物理尺寸 | PD | 依據產(chǎn)品規格書(shū)測量封裝物理尺寸 |
17 | C3 | 邦定線(xiàn)抗拉強度 | WBP | 條件C和條件D，金線(xiàn)直徑>1mil在TC后最小拉力為3克，金線(xiàn)直徑<1mil，請參閱 |
18 | C4 | 邦定線(xiàn)剪切強度 | WBS | 銅線(xiàn)剪切參考JESD22-B116 |
19 | C5 | 芯片剪切力 | DS | 評估制程變更的穩健性，依據表3的指導進(jìn)行C5測試 |
22 | C8 | 耐焊接熱 | RSH | SMD部件應全部在測試期間被浸沒(méi)，根據MSL進(jìn)行預處理等級，前后都要測試電氣參數 |
23 | C9 | 熱阻 | TR | 測量TR以確保符合規范 |
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(cháng)評價(jià) | WG | 可商定，溫度沖擊-40~+85℃，1小時(shí)2循環(huán)，1500循環(huán)，試驗后采用SEM進(jìn)行錫須觀(guān)察 |
GroupD
Group D模具制造可靠性試驗1個(gè)項目
TEST GROUP D – DIE FABRICATION RELIABILITY TESTS | ||||
序號 | 編碼 | 項目 | 縮寫(xiě) | 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)監控柵極電流， |
GroupE
Group E電氣驗證試驗6個(gè)項目。UIS鉗位感應開(kāi)關(guān)僅限功率 MOS半導體和內部箝制IGBT，SC短路特性?xún)H適用于智能功率器件。
TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTS | ||||
序號 | 編碼 | 項目 | 縮寫(xiě) | 條件或說(shuō)明 |
31 | E0 | 外觀(guān)檢查 | EV | 所有的樣品都要檢查 |
32 | E1 | 應力測試前后電性能測試 | TEST | 在室溫下進(jìn)行 |
33 | E2 | 參數驗證 | PV | 額定溫度驗證參數 |
34 | E3 | ESD HBM | ESDH | 前后都要測試電氣參數 |
35 | E4 | ESD CDM | ESDC | 前后都要測試電氣參數 |
AEC-Q101認證準備
AEC-Q101驗證流程
華碧實(shí)驗室車(chē)規電子檢測認證
華碧實(shí)驗室是國內領(lǐng)先的集檢測、鑒定和認證為一體的第三方檢測與分析的新型綜合實(shí)驗室，是質(zhì)量和誠信的基準。華碧實(shí)驗室擁有豐富的車(chē)規級電子認證經(jīng)驗，已成功協(xié)助300多家汽車(chē)分立半導體企業(yè)制定相對應的AEC-Q101驗證步驟與實(shí)驗方法，并順利通過(guò)AEC-Q系列認證。
華碧實(shí)驗室憑借廣泛的服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，專(zhuān)業(yè)的技術(shù)團隊及先進(jìn)的實(shí)驗室，提供全面的半導體產(chǎn)業(yè)解決方案，服務(wù)范圍覆蓋供應鏈上下游，幫助分立器件廠(chǎng)商把控良率并順利進(jìn)入車(chē)廠(chǎng)供應鏈，助力其產(chǎn)品在市場(chǎng)端建立穩固的質(zhì)量信任，推動(dòng)國產(chǎn)半導體產(chǎn)業(yè)取得新的技術(shù)突破與穩健的持續性發(fā)展。
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