隨著汽車電子系統(tǒng)的不斷發(fā)展,對(duì)電子元器件的可靠性提出了極高要求。在元器件封裝領(lǐng)域,銅線鍵合器件由于成本優(yōu)勢(shì)等因素逐漸得到推廣應(yīng)用。然而,相較于金線鍵合,銅線因特殊的材料屬性和鍵合工藝,在應(yīng)用方面正依然面臨諸多可靠性挑戰(zhàn)。
AEC-Q006標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施旨在明確規(guī)定銅線鍵合器件的可靠性最低資格要求,確保汽車電子系統(tǒng)的高可靠性與穩(wěn)定性。
標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
AEC于2015年6月發(fā)布了AEC-Q006標(biāo)準(zhǔn),并于2016年7月首次全面更新。AEC-Q006標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了銅線器件在溫度循環(huán)、濕熱應(yīng)力和高溫存儲(chǔ)等條件下的可靠性測(cè)試要求。
與應(yīng)用于金線鍵合器件的AEC-Q100和AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)相比,AEC-Q006對(duì)銅線器件的可靠性試驗(yàn)要求更為嚴(yán)苛。例如,在溫度循環(huán)試驗(yàn)(TC)、強(qiáng)加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗(yàn)(HAST)、溫度濕度偏壓試驗(yàn)(THB)、加電溫度循環(huán)試驗(yàn)(PTC)和高溫貯存壽命試驗(yàn)(HTSL)中,AEC-Q006標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行2次應(yīng)力疊加,即應(yīng)力累積時(shí)間為金線鍵合器件的兩倍,同時(shí)增加了諸如掃描聲學(xué)顯微鏡(CSAM)、鍵合剪切、拉力和剖面檢查等物理分析試驗(yàn),以完善整體的可靠性評(píng)估流程方案。
實(shí)驗(yàn)旨在通過模擬AEC-Q006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的應(yīng)力條件,對(duì)銅線互連的芯片進(jìn)行兩次應(yīng)力實(shí)驗(yàn),評(píng)估銅線封裝工藝在不同應(yīng)力環(huán)境下的可靠性,分析可能出現(xiàn)的失效模式和機(jī)制,為改進(jìn)銅線封裝工藝提供依據(jù),確保芯片在汽車電子應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。
標(biāo)準(zhǔn)更新
AEC于2025年6月對(duì)AEC-Q006再次全面更新,標(biāo)準(zhǔn)從原必測(cè)的強(qiáng)制2次應(yīng)力測(cè)試加破壞性物理分析的方法變更為兩種方案:
選項(xiàng)一
首先進(jìn)行第1次環(huán)境應(yīng)力測(cè)試(基于AEC-Q100/101要求),之后進(jìn)行ATE測(cè)試(測(cè)試溫度要求符合AEC-Q100/101)以及DPA破壞性分析測(cè)試。
在這種情況下,驗(yàn)證方案的強(qiáng)制性項(xiàng)目順序?yàn)榈?次環(huán)境應(yīng)力測(cè)試及DPA分析。分析測(cè)試必須0缺陷或僅有輕微無風(fēng)險(xiǎn)的變化。若分析測(cè)試結(jié)果不符合,則必須通過執(zhí)行額外的第2次環(huán)境應(yīng)力測(cè)試來緩解風(fēng)險(xiǎn)。
選項(xiàng)二
先進(jìn)行連續(xù)的2倍環(huán)境應(yīng)力測(cè)試(基于AEC-Q100/101要求),之后進(jìn)行ATE測(cè)試(測(cè)試溫度要求符合AEC-Q100/101)。在這種情況下,驗(yàn)證方案的強(qiáng)制性項(xiàng)目?jī)H為第1次環(huán)境應(yīng)力測(cè)試及第2次環(huán)境應(yīng)力測(cè)試。
這兩個(gè)方案的核心區(qū)別在于應(yīng)力測(cè)試的持續(xù)時(shí)間和是否必須進(jìn)行DPA破壞性物理分析。
選項(xiàng)一根據(jù)DPA的結(jié)果確定是否執(zhí)行2次應(yīng)力測(cè)試,保留了DPA環(huán)節(jié)旨在通過物理分析發(fā)現(xiàn)潛在缺陷。選項(xiàng)二進(jìn)行2倍持續(xù)時(shí)間的應(yīng)力測(cè)試,無需進(jìn)行強(qiáng)制性的DPA,減少了破壞性物理分析的成本和時(shí)間,通過加倍的應(yīng)力測(cè)試保證可靠性。
AEC-Q006 Rev B版標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)AEC-Q006 Rev A版標(biāo)準(zhǔn),刪除了PTC測(cè)試項(xiàng)目的驗(yàn)證要求,并且第二次應(yīng)力后的破壞性物理分析項(xiàng)目變更為可選測(cè)試項(xiàng)目。
標(biāo)準(zhǔn)基于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行了合理的調(diào)整,簡(jiǎn)化了測(cè)試流程,使標(biāo)準(zhǔn)更加高效和實(shí)用,同時(shí)繼續(xù)確保了汽車電子元器件的高可靠性。
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