除了Google無(wú)人駕駛車，包含賓士(Benz)、寶馬(BMW)、富豪(Volvo)、一汽集團(tuán)、中國(guó)軍事交通學(xué)院等等產(chǎn)官機(jī)構(gòu)都已完成無(wú)人駕駛技術(shù)開(kāi)發(fā)并開(kāi)始進(jìn)行道路實(shí)驗(yàn)，中國(guó)大陸的網(wǎng)路企業(yè)百度、樂(lè)視也在無(wú)人駕駛的領(lǐng)域展現(xiàn)積極切入動(dòng)作。

全球汽車電子的產(chǎn)值將會(huì)因?yàn)閼?yīng)用平臺(tái)的成熟而大幅成長(zhǎng)。車用IC的在2018前的年復(fù)合成長(zhǎng)率為10.8%，為更領(lǐng)域之最，其中亞太區(qū)的車用IC更高達(dá)20%，IC業(yè)者無(wú)不磨刀霍霍地準(zhǔn)備強(qiáng)攻此新藍(lán)海市場(chǎng)。

車用IC的市場(chǎng)相較于資通訊科技(ICT)產(chǎn)業(yè)的最大差異為市場(chǎng)較為封閉，且前期的開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證期可能長(zhǎng)達(dá)3年，對(duì)臺(tái)灣、中國(guó)大陸IC業(yè)者已習(xí)慣即時(shí)上市(Time to Market)的運(yùn)作模式相悖，價(jià)值理念也不盡相同，本文將說(shuō)明AEC-Q100的IC驗(yàn)證規(guī)范并解析晶片商如何滿足車廠/模組廠客戶的需求，探討焦點(diǎn)將放在2014年9月新改版規(guī)范AEC-Q100 H版的要求進(jìn)行解讀。

車用零組件市場(chǎng)差異左右可靠度品質(zhì)要求

汽車零組件市場(chǎng)可以大致區(qū)分為三部分，包括OEM/ODM(正廠出廠零件)/OES(正廠維修零件)、DOP(Dealer Option經(jīng)銷商選配零件)、AM(After Marketing副廠零件)。

對(duì)客戶的失效率預(yù)估及備品備置策略會(huì)因決定進(jìn)入不同市場(chǎng)而有所變化，OEM/ODM/OES為原廠保固，因其保固期較長(zhǎng)，各車廠需要在制造及售后服務(wù)的成本之間取得平衡，IC供應(yīng)商要進(jìn)入的門檻較高。DOP則為各經(jīng)銷商因在地市場(chǎng)的銷售策略需求所做的選配項(xiàng)目，進(jìn)入門檻與上述相近，售后市場(chǎng)(AM)與原廠保固無(wú)關(guān)，所以相對(duì)進(jìn)入門檻和成本較低。另一面向?yàn)锳M的產(chǎn)品類型較多屬于影音周邊與主被動(dòng)安全無(wú)關(guān)，所要求的可靠度也低于原廠零件

讀解AEC-Q100 H版本新要求

自2007年5月，AEC-Q100 H版發(fā)布后，時(shí)隔7年以上的時(shí)間，2014年9月，G版發(fā)布，此段內(nèi)文將探討AEC-Q100 H版與G版之間的主要差異，及改版后規(guī)范的說(shuō)明。

檢視溫度等級(jí)

IC供應(yīng)商必須先了解終端客戶如何使用此IC及其在車內(nèi)的安裝位置，以實(shí)際應(yīng)用的溫度范圍來(lái)訂定合適的溫度等級(jí)，此溫度等級(jí)定義會(huì)應(yīng)用在兩個(gè)部分。

第一部分為測(cè)試計(jì)畫(huà)展開(kāi)時(shí)各可靠度實(shí)驗(yàn)的條件選擇，如溫度循環(huán)(Temperature Cycling, TCT)實(shí)驗(yàn)，不同等級(jí)的溫變范圍及溫差循環(huán)數(shù)會(huì)有差異。

第二部分為前述的可靠度實(shí)驗(yàn)前后功能性測(cè)試溫度必須依照使用者(User)所訂定的溫度范圍來(lái)做功能應(yīng)用的最后測(cè)試(Final Test, FT)測(cè)試，訂定溫度等級(jí)為Grade 1( -40℃～125℃)，則代表FT時(shí)使用低溫-40℃、常溫25℃及高溫125℃，且須要留意其測(cè)試溫度有先后順序的訂定。如高溫工作壽命(High Temperature Operating Life, HTOL)實(shí)驗(yàn)在FT測(cè)試定義順序?yàn)镽oom→Cold→Hot。

比較實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在新版中，增減項(xiàng)目包括以下所述的兩種。

取消：高溫閘極漏電測(cè)試及靜電放電中的機(jī)器模型

閘極漏電(Gate Leakage, GL)的部分主要在模擬車用模組應(yīng)用時(shí)所可能遭遇高溫及高電場(chǎng)同時(shí)發(fā)生的環(huán)境，此環(huán)境會(huì)讓IC封裝(Package)內(nèi)的等效電容及電阻產(chǎn)生GL的失效，此失效現(xiàn)象可經(jīng)由高溫烘烤的方式恢復(fù)。

取消的原因規(guī)范中未有說(shuō)明，但以多年累積的驗(yàn)證測(cè)試經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，此失效模式常發(fā)生在預(yù)燒(Burn-In)及回焊(Reflow)的過(guò)程，雖規(guī)范已取消，在生產(chǎn)過(guò)程或?qū)嶋H應(yīng)用客退若有相同失效發(fā)生，仍可使用此手法進(jìn)行再現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)。

機(jī)器模型(Machine Mode, MM)的部分則與JEDEC的JESD47規(guī)范同步，一是人體模式(Human Body Model, HBM)可以等效MM的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，二是元件充電模式(Charged Device Model, CDM)，重要性更勝于MM，因此應(yīng)多著重在CDM的測(cè)試。

至于文獻(xiàn)中提到的HBM與MM的關(guān)聯(lián)性，以實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，仍有部分產(chǎn)品的ESD防護(hù)電路在HBM和MM上是有所差異的，規(guī)范雖然取消此項(xiàng)目，但I(xiàn)C業(yè)者仍須要面對(duì)當(dāng)ESD客退發(fā)生時(shí)的處理，ESD定義為設(shè)計(jì)驗(yàn)證，所以目前各家廠商仍將其列為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目。

新增：Lead(Pb) Free(無(wú)鉛)實(shí)驗(yàn)

車電與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)不同于資通訊科技產(chǎn)業(yè)，車電與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)注重的科技是技術(shù)成熟性、可靠性以及零失效，而非資通訊科技所追求最先進(jìn)的技術(shù)，因此，車用電子產(chǎn)品在無(wú)鉛制程的轉(zhuǎn)換時(shí)程是比消費(fèi)性產(chǎn)品來(lái)得晚，此次正式列入測(cè)試項(xiàng)目也代表無(wú)鉛制程的轉(zhuǎn)換已相當(dāng)成熟，但仍允許部分如引擎室內(nèi)高溫應(yīng)用等產(chǎn)品使用有鉛制程。無(wú)鉛的驗(yàn)證項(xiàng)目則包含可焊性(Solderability)、Solder Heat Resistance以及錫須(Whisker)。

改變實(shí)驗(yàn)條件

主要實(shí)驗(yàn)條件改變的部分在于高溫工作壽命(HTOL)及溫度循環(huán)(TCT)兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其余如打線(Wire Bonding)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)則是取消Ppk的計(jì)算使用Cpk則可、Solderability則說(shuō)明可由烘烤替代蒸氣老化、Group G部分的實(shí)驗(yàn)樣品數(shù)則略為減少，測(cè)試項(xiàng)目所參考規(guī)范調(diào)整的部分請(qǐng)自行參閱，在此不細(xì)述。

HTOL

有三個(gè)部分，一為實(shí)驗(yàn)時(shí)間增長(zhǎng)皆為1,000Hrs，二為清楚定義溫度為連接溫度(Junction Temperature, Tj)，三為實(shí)驗(yàn)高溫對(duì)齊Grade的定義。

TCT

最低標(biāo)的低溫溫度由-50℃調(diào)整為-55℃，Cycle數(shù)的部分則有部分提升，仍可參考JESD22-A104的規(guī)范進(jìn)行等效實(shí)驗(yàn)條件的替換。實(shí)驗(yàn)條件的部分可再參考稍后第五部分的說(shuō)明，將可更理解此次規(guī)范變更所要表達(dá)含意。

此次新的版本對(duì)于Generic Data及Qualification Family的定義及使用原則有較清晰的說(shuō)明，并且簡(jiǎn)化其認(rèn)證程序，同時(shí)以情境模擬案例說(shuō)明哪些制程變更時(shí)應(yīng)進(jìn)行哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與Lot數(shù)量，都有較明確的定義，因內(nèi)容過(guò)多，若有需要可以再參閱規(guī)范。

擬定測(cè)試計(jì)畫(huà)

本文中最重要、也是此次改版中變動(dòng)最大的部分是，呼應(yīng)美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)在規(guī)范SAE-J1879/J1211中強(qiáng)調(diào)的強(qiáng)韌性/穩(wěn)健性驗(yàn)證(Robustness Validation)，驗(yàn)證計(jì)畫(huà)應(yīng)思考的是，因應(yīng)該產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境所面臨的使用條件而擬定的，而非以單一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)/條件來(lái)適用所有產(chǎn)品，也就是應(yīng)用測(cè)試(Test for Application)，而非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試(Test for

IC供應(yīng)商須考量不同應(yīng)用功能的元件將會(huì)對(duì)應(yīng)不同的Mission Profile，若IC工作行為是在非作業(yè)時(shí)間(Non-Operating Time)，如警報(bào)器等的應(yīng)用，則工作時(shí)間(Life Time)條件應(yīng)滿足116,400Hrs在常溫的情況。

若IC僅在Engine On時(shí)工作，那Mission Profile就必須要滿足12,000Hrs的壽命時(shí)間，及其工作位置的使用溫度，假定Engine On時(shí)該IC平均的工作溫度Junction Temperature(Tj)=87℃，使用的HTOL測(cè)試溫度為125℃，活化能設(shè)定為0.7eV，接下來(lái)使用阿累尼亞斯模型(Arrhenius Model)來(lái)計(jì)算實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度加速率，如公式1計(jì)算：

AFT=exp(Ea/k) (1/Tuse-1/Tstress)...................... .............公式1

如此即可算出溫度加速率AFT=8.6232，以上述的設(shè)定目標(biāo)壽命為12,000Hrs，因此HTO實(shí)驗(yàn)時(shí)間應(yīng)為12,000Hrs/8.6232=1,392Hrs。

除了溫度加速的范例，包含溫度循環(huán)/濕度的加速公式已列在新規(guī)范中，可再參考規(guī)范內(nèi)文。

制定相應(yīng)驗(yàn)證步驟方能打入車廠供應(yīng)鏈

消費(fèi)性產(chǎn)品的產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)，一般IC設(shè)計(jì)業(yè)者早已駕輕就熟，而這一兩年，隨著汽車市場(chǎng)逐步走向車聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)車領(lǐng)域，需要更多駕駛資訊輔助整合系統(tǒng)，也讓IC設(shè)計(jì)業(yè)者找到進(jìn)入市場(chǎng)的敲門磚。然而，消費(fèi)性電子產(chǎn)品而言，產(chǎn)品壽命設(shè)計(jì)約1～3年為汰換周期，但車用電子則以10年起跳，上看15年壽命期。如何尋找有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室，協(xié)助客戶了解車規(guī)，制定相對(duì)應(yīng)的AEC-Q100驗(yàn)證步驟與手法，順利進(jìn)入車廠供應(yīng)鏈，是極為重要的事。