1、AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 1 of 21基于离散半导体元件应力测试认证的失效机理内容列表AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 2 of 21AEC-Q101 基于离散半导体元件应力测试认证的失效机理附录 1: 认证家族的定义附录 2: Q101 设计、构架及认证的证明附录 3: 认证计划附录 4: 数据表示格式附录 5: 最小参数测试要求附录 6: 邦线测试的塑封开启附录 7: AEC-Q101 与健壮性验证关系指南附件AEC-Q101
2、-001: 人体模式静电放电测试AEC-Q101-002: 人体模式静电放电测试 (废止)AEC-Q101-003: 邦线切应力测试AEC-Q101-004: 同步性测试方法AEC-Q101-005: 静电放电试验 带电器件模型AEC-Q101-006: 12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述感谢AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 3 of 21任何涉及到复杂的技术文件都来自于各个方面的经验和技能。为此汽车电子委员会由衷承认并感谢以下对该版文件有重大贡献的人：固定会员: Rick Forster Continenta
3、l Corporation Mark A. Kelly Delphi Corporation Drew Hoffman Gentex Corporation Steve Sibrel Harman Gary Fisher Johnson Controls Eric Honosowetz Lear Corporation 技术成员: James Molyneaux Analog Devices Joe Fazio Fairchild Semiconductor Nick Lycoudes Freescale Werner Kanert Infineon Scott Daniels Interna
4、tional Rectifier Mike Buzinski Microchip Bob Knoell NXP Semiconductors Zhongning Liang NXP Semiconductors Mark Gabrielle ON Semiconductor Tom Siegel Renesas Technology Tony Walsh Renesas Technology Bassel Atallah STMicroelectronics Arthur Chiang Vishay Ted Krueger Q101 Team LeaderVishay 其他支持者: John
5、Schlais Continental Corporation John Timms Continental Corporation Dennis L. Cerney International Rectifier Rene Rongen NXP Semiconductors Thomas Hough Renesas Technology Thomas Stich Renesas Technology 本文件是专门的纪念：Ted Krueger (1955-2013)Mark Gabrielle (1957-2013)注意事项AEC 文件中的材料都是经过 AEC 技术委员会准备、评估和批准的。
6、 AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 4 of 21AEC 文件是为了服务于汽车电子工业，无论其标准是用在国内还是国际上，都可排除器件制造商和采购商之间方面的不一致性，推动产品的提高和可交换性，还能帮助采购商在最小的时间耽搁内选择和获得那些非 AEC 成员的合适的产品。AEC 文件并不关注其采纳的内容是否涉及到专利、文章、材料或工艺。AEC 没有认为对专利拥有者承担责任，也没有认为要对任何采用 AEC 文件者承担义务。汽车电子系统制造商的观点主要是 AEC 文件里的信息能为产品的说明和应用提供一种很完美的方法。如果所陈
7、述的要求在本文件中不存在，就不能声称与本文件具有一致性。与 AEC 相关文件的疑问、评论和建议请登录链接 AEC 技术委员会网站http:/。本文件由汽车电子委员会出版。此文件可以免费下载，但是 AEC 拥有版权。由于该下载方式，个人需同意不会对该文件索价或转售。在美国印制所有權限保留版权2013 属于汽车电子协会。本文件可自由转载,但未经 AEC 技术委员许可，本文件禁止任何修改。基于离散半导体元件应力测试认证的失效机理AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 5 of 21下列划线部分标示了与上版文件的增加内容和区别，几
8、个图表也作了相应的修正，但是这几处的更改并没有加下划线强调。除非这里另有说明，无论新认证或重认证，此标准的生效日期同上面的发布日期。1.范围本文件包含了离散半导体元件（如晶体管，二极管等）最低应力测试要求的定义和参考测试条件.使用本文件并不是要解除供应商对自己内部认证项目的责任性，此外此文件并不解除供应商满足本文件范围外的任何文件需求。其中的使用者被定义为所有按照规格书使用其认证器件的客户，客户有责任去证实确认所有的认证数据与本文件相一致。1.1 目的此規範的目的是要确定一种器件在应用中能够通过应力测试以及被认为能够提供某种级别的品质和可靠性。1.2 参考文件目前参考文件的修订将随认证计划协议
9、的日期而受到影响，后续认证计划将会自动采用这些参考文件的更新修订版。1.2.1 军用级MIL-STD -750 半导体元件测试方式1.2.2 工业级UL-STD-94 器件和器具中塑料材质零件的易燃性测试JEDEC JESD-22 封装器件可靠性测试J-STD-002 元件引线、端子、挂耳、电线可焊性测试J-STD-020 塑性材料集成电路表面贴封器件的湿度/回流焊敏感性分类等级JESD22-A113 密封表面贴装器件在可靠性实验前预处理J-STD-035 密封表面贴装器件声显微镜1.2.3 汽车业AEC-Q001 零件平均测试指南AEC-Q005 无铅测试要求AEC-Q101-001 ESD
10、（人体模型）AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 6 of 21AEC-Q101-003 邦线切应力测试AEC-Q101-004 同步性测试方法钳位感应开关電介质完整性破坏性物理分析AEC-Q101-005 ESD（带电器件模型）AEC-Q101-006 12V 系统灵敏功率设备的短路可靠性描述1.2.4 其他QS-9000 ISO-TS-169491.2.5 废止AEC-Q101-002: 人体模式静电放电测试 (廢止)由于过时从 JEDEC 中删除。HBM 和 CDM 涵盖几乎所有已知的 ESD 失效机理。1.3 定
11、义1.3.1 AEC Q101 认证如果成功完成根据本文件各要点需要的测试结果，那么将允许供应商声称他们的零件通过了 AEC Q101 认证。供应商可以与客户协商，可以在样品量和条件的认证上比文件要求的要放宽些，但是只有完成所有要求时候才能认为該器件通过了 AEC-Q101 认证。如静电放电,承受电压在任何一个供應商的帶 Pin 元件数据表中都要註明，該要求被高度推薦.但允许供应商作出聲明，例如，“AEC-Q101 qualified to ESD H1B”，这意味着除 AEC ESD 外，供应商通过了所有的测试。请注意，即使合格的器件 AEC 也不会颁发證書.根據本規範,离散半导体的最低温度
12、的范围应为-40 +125，所有 LED 的最小的范围应为 40到 85。（注：某些器件最高溫度可能降到零）1.3.2 应用承认承认被定义为客户同意在他们的应用中使用某零件，但客户承认的方式已经超出了本文件的范围1.3.3 术语在本文中，“器件”是指“設備”或“组件”，如，單個二极管，晶体管，电阻等芯片封裝在塑膠模中並有連接到板端的引線.2 通用要求AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 7 of 212.1 优先要求当该标准中的要求与其他文件相冲突时，可采用以下优先顺序：。a、采购订单 b、個人同意的器件規範 c、本文件
13、标准 d、本文件的 1.2 节中的参考文件e、供应商的数据规格 本規範認為合格的器件,其採購訂單或特殊器件規格不能免除和偏離本文件的要求.2.2 满足认证和重新认证要求的通用数据的使用使用通用数据来简化认证过程非常值得提倡，需要考虑到的是，通用数据必须基于一系列特殊要求:a. 表 2 中器件认证要求.b. 表 3 与每个零件的特性相关的具体要求矩阵和制造工艺c. 附录 1 中的认证家族定义.d. 有代表性的随机样本附录 1 定义了标准，通过它各个成员可以组成这个认证家族，为的是所有家族成员的数据对于质疑的器件认证都能是均等的和普遍接受的。当关注这些认证家族的指导原则，就能够积累起适用于该家族其
14、他器件的信息。这些信息能够用来证实一个器件家族的通用可靠性并使特殊器件认证测试项目的需要减少到最低，这可以通过以下途径可以实现：认证和监测认证家族中最复杂的器件（例如高/低电压、极大/极小晶片），对后来加入此认证家族不太复杂的器件应用这些信息数据。通用数据的来源应该是供应商经过鉴定的测试实验室，它包括内部供应商认证，客戶特殊认证，以及供应商过程监控。提交的通用数据必须达到或超过表 2 中列出的测试条件。表 1 提供的指南,表明部分合适的测试数据可用于减少很多认证要求. 特殊用户器件必须完成电气特性测试，通用性能数据在认证呈报时是不允许的。使用者有最终权接受通用数据来代替测试数据。表 1 零件认
15、证和重新认证的批次要求AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 8 of 21零件信息 批次认证要求新器件,未使用通用数据 表 2 要求的批次和样品量某认证家族的零件需要经过认证的，要认证的零件不能过复杂，能符合附录 1 中认证家族的定义仅要求 4.2 节中定义的器件特殊测试，批次和样品量须根据表 2 中测试要求具有可通用数据的新零件 参考附录 1 来决定表 2 中要求的相应测试，批次和样品量须根据表 2 中的测试要求零件加工工艺改变 参考表 3 来决定需要表 2 中何种测试，批次和样品量须根据表 2 中测试要求表 2 定义
16、了一组认证测试,须考虑新器件认证和设计或过程变化的重认证表 3 描述了一组必须考虑到器件有任何改变的认证测试，其中的矩阵图也同样描述了与制程改变相关的新工艺制程和重新认证。该表是一个测试总括，使用者应将其作一个基本准则来讨论那些存在疑问需要认证的测试。供应商有责任介绍为什么某些被推荐的测试不须要进行的基本原理。 2.4 測試樣品2.4.1. 批次要求 批次要求在表 2 中有定義2.4.2 生产要求所有认证器件都应在制造场所加工处理，有助于量产时零件的传输2.4.3 测试样品的再利用性已被用于非破坏性测试的器件还可用来进行其它认证测试。已被用于破坏性认证的器件，除工程分析外,不得再作他用。2.4
17、.4 样品量要求样本用于测试和/或通用数据的提交必须符合指定的最小样品量和表 2 中的验收标准。如果供应商选择使用通用数据来认证,则特殊的测试条件和结果必须记录.现有适用的通用数据应该首先被用来满足表 2 中的每个测试要求和 2.3 节中这些要求。如果通用数据不能满足这些要求,应进行器件特定的认证测试.AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 9 of 21供应商必须执行待认证的特定器件或可接受的通用器件的任何组合，数量不少于 3 批次x 77 片/批次.2.4.5 通用数据接受的时间限制只要从初始认证的所有可靠性数据被呈交
18、给客户评估起，通用数据的可接受性就不存在时间上的限制，以下图表可作为可靠性数据的合适来源,此数据必须取自按照附录 1 定义的特殊器件或同样认证家族中的器件，包括任何客户的特殊数据（如果客户非 AEC，保留客户的名字）,制程认证改变，周期可靠性监控数据（见图 1）注：一些制程改变（如元件缩小化）将会影响通用数据的使用，以至于这些改变之前得到的数据就不能作为通用数据接受使用。图 1 通用数据时间进程注：一些制程改变（如元件缩小化）将会影响通用数据的使用，以至于这些改变之前得到的数据就不能作为通用数据接受使用。2.4.6 预前应力测试和应力后测试要求所有的预前应力测试和应力后测试都必须在室温条件下,
19、根据用户器件详细规范定义的电气特性来进行。客戶#1特殊認證證 製程改變認證 客戶#2特殊認證製程改變認證內部器件描述 供應商內部認證 製程改變認證 週期可靠性監控測試認證數據+製程改變認證數據+可靠性監測數據=可接受的通用數據過去 現在 AEC - Q101 - Rev D1September 6, 2013汽車電子委員會 組件技術委員會Page 10 of 212.5 应力测试失效后的定义有以下任一表现的器件即定义为测试失效:a.器件不符合用户的元件规范定义的电气测试限制或合适的供应商通用规范。最小测试参数要求在附录 5 中有规定。b.器件測試數據在完成環境測試後不能保持在初始讀數 20%偏
20、差內(超出漏電極限的數值在濕度測試時不超過出初始讀數的 10 倍,其它測試不超過初始讀數的 5 倍).器件超出規範必須修改並得到客戶核準.如漏電低于 100nA, 測試機精度可能阻止後應力測試。c.任何由于环境测试导致的外部物理破坏2.6 通过重新认证的标准通过所有表 1 中所指定适当的认证测试，或执行特殊器件测试（接受使用指定的最小样本的零缺陷）或可接受的通用数据（采用附录 1 中认证家族定义的数据、批次和样本尺寸需求量）来进行认证.若器件沒有通過本文件要求的認證測試,供應商必須找出失效原因並採取糾正措施,以確保客戶端的用户的失效机理都能預見並包含其中.在失效根源找到和矯正預防措施取得成效之
21、前,不能認為該器件通過應力測試認證. 要求用新樣品或數據來驗證矯正措施.如果通用數據包含所有失效,該數據就不能稱之為通用數據,除非供應商形成文件的糾正措施或失效條件集.客戶要求的和在本文件中沒規定的任何獨立的可靠性測試或條件,都應在供應商和客戶要求的測試中達成共識, 且不影響器件通過本文件定義的內應力測試.2.7 替代性測試要求與表 2 中列出的測試要求和條件的任何偏差都超出了本文件的範圍.偏差(如加速測試方法)應陳述給 AEC 審議並納入本文件的後續版本.3.认证和重新认证3.1 新器件认证 表 2 描述了新器件认证的应力测试要求和相关条件。对于每个认证，无论是特殊器件的应力测试结果还是可接受的通用数据，供应商都必须有这些所有的数据。复审也应由同类家族的器件构成，以确保在这个家族中没有存在普遍的失效机理。无论何时认为通用数据的可用性，都要得到供应商的论证和使用者的核准。对每个器件的认证，供应商须出示设计、生产、认证的证书给有需求的用户。
