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基于集成电路应力测试认证的失效机理227内容列表AEC-Q100基于集成电路应力测试认证的失效机理附录1：认证家族的定义附录2：Q100设计、架构及认证的证明附录3：邦线测试的塑封开启附录4：认证计划和结果的最低要求附录5：决定电磁兼容测试的零件设计标准附录6：决定软误差测试的零件设计标准附件AEC-Q100-001邦线切应力测试AEC-Q100-002人体模式静电放电测试AEC-Q100-003机械模式静电放电测试AEC-Q100-004集成电路闩锁效应测试AEC-Q100-005可写可擦除的永久性记忆的耐久性、数据保持及工作寿命的测试AEC-Q100-006热电效应引起的寄生闸极漏电流测试AEC-Q100-007故障仿真和测试等级AEC-Q100-008早期寿命失效率（ELFR）AEC-Q100-009电分配的评估AEC-Q100-010锡球剪切测试AEC-Q100-011带电器件模式的静电放电测试AEC-Q100-01212V系统灵敏功率设备的短路可靠性描述327感谢任何涉及到复杂技术的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要贡献的人：固定会员：准会员：427特邀会员：其他支持者：527注意事项AEC文件中的材料都是经过了AEC技术委员会所准备、评估和批准的。AEC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各方面的不一致性，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来自那些非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。如果没有在本文件见到所陈述的要求，就不能声称与本文件具有一致性。与AEC文件相关内容的疑问、评论和建议请登陆链接AEC技术委员会网站：本文件由汽车电子委员会出版。尽管AEC拥有版权，但本文件可以免费下载。由于该下载方式，个人须同意不会对该文件索价和转售。享有著作权。本文件可以根据著作权注意事项进行再次出版印刷。不经过AEC元器件技术委员会批准，本文件禁止任何更改。627基于封装集成电路应力测试认证的失效机理下列下划线部分标示了与上版文件的增加内容和区别，几个图表也作了相应修正，但这几处的更改并没有加下划线强调。1.范围本文件包括了一系列应力测试失效机理、最低应力测试认证要求的定义及集成电路认证的参考测试条件。这些测试能够模拟跌落半导体器件和封装失效，目的是能够相对于一般条件加速跌落失效。这组测试应该是有区别的使用，每个认证方案应检查以下：a、任何潜在新的和独特的失效机理b、任何应用中无显现但测试或条件可能会导致失效的情况c、任何相反地会降低加速失效的极端条件和应用使用本文件并不是要解除IC供应商对自己内部认证项目的责任性，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。供应商对由其规格书里所陈述的器件温度等级的使用是非常值得提倡的。1.1目的此规格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汽车级AEC-Q001零件平均测试指导原则AEC-Q002统计式良品率分析的指导原则AEC-Q003芯片产品的电性表现特性化的指导原则AEC-Q004零缺陷指导原则SAEJ1752/3集成电路辐射测量程序7271.2.2军用级MIL-STD-883微电子测试方式和程序1.2.3工业级JEDECJESD-22封装器件可靠性测试方法EIA/JESD78集成电路闩锁效应测试UL-STD-94器件和器具中塑料材质零件的易燃性测试IPC/JEDECJ-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JESD89а粒子和宇宙射线引起的半导体器件软误差的测量和报告JESD89-1系统软误差率的测试方法JESD89-2а源加速的软误差率的测试方法JESD89-3光线加速的软误差率的测试方法1.3定义1.3.1AECQ100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AECQ100认证。供应商可以与客户协商，可以在样品尺寸和条件的认证上比文件要求的要放宽些，但是只有完成要求实现的时候才能认为零件通过了AECQ100认证。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。1.3.3零件工作温度等级的定义零件工作温度等级定义如下：0等级：环境工作温度范围-40℃-150℃1等级：环境工作温度范围-40℃-125℃2等级：环境工作温度范围-40℃-105℃3等级：环境工作温度范围-40℃-85℃4等级：环境工作温度范围0℃-70℃8272、通用要求2.1目标该规范的目标是建立一个标准，以描述基于一套最低认证要求的集成电路工作温度等级。2.1.1零缺陷认证和本文件的其他方面都是为了达到零缺陷的目标，需要完成零缺陷项目的基本内容都可以在AEC-Q004零缺陷指导原则里查到。2.2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、个别器件规格c、本文件标准d、本文件的1.2节中的参考文件e、供应商的数据规格2.3满足认证和重新认证要求的通用数据的使用2.3.1通用数据的定义使用通用数据来简化认证过程非常值得提倡，通用数据可以提供给使用者用于其它测试需求。需要考虑到的是，通用数据必须基于一系列特殊要求，这些要求与表3和附录1所示的器件和制造工艺的所有特性相关联的。如果通用数据包含任何失效，这个数据就不能作为通用数据，除非供应商已经证明和针对客户接受的失效条件进行了纠正措施。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。对于应力测试，如果论证在技术上是很合理的，那么两个或更多的认证家族将会组合起来进行（例如数据上的支持）。927表1零件认证和重新认证的批次要求零件信息批次认证要求新设备，未使用通用数据表2要求的批次和样品的尺寸某认证家族的零件需要经过认证的，将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，批次和样品的测试要求须根据表2中要求的测试具有可以用通用数据的新零件参考附录4决定表2中要求的相应测试，批次和样品尺寸须根据表2中要求的测试零件加工工艺改变参考表3决定需要表2中何种测试，批次和样品尺寸须根据表2中要求的测试零件环境测试要达到所有测试的温度极端点，但是电终端测试的温度要低于等级要求温度至少一批次的电终端测试（完全为认证测试）必须达到或超过器件等级要求的温度极点多个地点的认证和重新认证参考附录1中第3节多个认证家族的认证和重新认证参考附录1中第3节适当关注下这些认证家族的指导原则，就能够积累起适用于该家族其他器件的信息。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，这需要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（例如大内存、模数转换器、大尺寸芯片），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鉴定过的测试实验室，它包括内部供应商认证，基本结构或标准的电路描述和测试，使用者特殊认证，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。终端测试温度必须达到昀差的温度极端，至少一个批次的数据用来认证工作器件的温度等级。未做到以上并且如果未使用或接受现有的通用数据，将会导致供应商1个或3个批次的认证器件上的应力测试受到怀疑。使用者有昀终权接受通用数据来代替测试数据。1027表3描述了一组必须考虑到元器组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线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。2.3.2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，此数据必须取自按照附录1定义的特殊零件或同样认证家族中的零件，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）过去现在认证数据+制程改变认证数据+可靠性监控客户#1特制程改客户#2特制程改数据=可接受殊认证变认证殊认证变认证的通用数据内部供应供应周期可靠性监控测试器件商内商生描述部认产起证点注：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11272.4测试样品2.4.1批次要求测试样品应该由认证家族中有代表性的器件构成，由于缺少通用数据就需要有多批次的测试，表2中列出的测试样品必须是由非连续晶圆批次中近似均等的数量组成，并在非连续成型批次中装配。即样品在生产厂里必须是分散的，或者装配加工线至少有一个非认证批次。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。其他电测试场所可以在其电性质证实有效后用于电测量。2.4.3测试样品的再利用已经用来做非破坏性认证测试的器件可以用来做其他认证测试，而做过破坏性认证测试的器件则除了工程分析外不能再使用。2.4.4样品尺寸要求用于认证测试的样品尺寸与（或）提交的通用数据必须与表2中指定的最小样品尺寸和接受标准相一致。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并对使用者有可用性（更合适的格式可见附录4）。现有可用的通用数据应首先满足这些要求和表2中2.3节的每个测试要求。如果通用数据不能满足这些要求，就要进行器件特殊认证测试。2.4.5预前应力测试和应力测试后要求表2中的附加要求栏为每个测试指定了终端测试温度（室温、高温和低温）。温度特殊值必须设有最差情况，即每个测试中用至少一个批次的通用数据和器件特殊数据来设置温度等级极端。例如，如果某供应商设计一种设备，有意设置在工作温度等级3环境（-40℃到+80℃），那么终端测试温度极端仅需将其作为限定。针对更高工作温度等级环境（等级1的-40℃到+125℃）应用中的认证，要测试至少一个批次能用到附加终端测试温度极端的器件。12272.5应力测试失效后的定义测试失效定义为设备不符合测试的器件规范和标准规范，或是供应商的数据表，其重要性依次定义在2.2节中。任何由于环境测试导致的外部物理破坏的器件也要被认为是失效的器件。如果失效的原因被厂商和使用者认为是非正确运转、静电放电或一些其他与测试条件不相关的原因，失效就算不上，但作为数据提交的一部份上报。3、认证和重新认证3.1新器件认证新器件认证的应力测试要求流程如图2所示，表2中描述了相关的测试条件。对于每个认证，无论是待认证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。对于每个器件认证，供应商必须提供以下：●设计、建造和认证的证书（见附录2）●应力测试认证数据（见表2和附录4）●用经过Q100-007认证（当适用于器件类型时）的软件故障等级水平的指示数据，可以利用并能达到客户的要求。3.1.1当前认证家族中新器件的认证如果通过供应商论证和使用者的同意，目前认证家族中的新的或重新设计的产品（晶圆修改版）可以用一个晶圆批次进行认证。3.2器件改变后的重新认证当供应商对产品或（和）制程作出了改变，从而影响了（或潜