AEC-Q100文件名稱是
FAILURE MECHANISM BASED STRESS TEST QUALIFICATION FOR PACKAGED INTEGRATED CIRCUITS
翻譯過來是
基于失效機制對集成電路芯片及封裝的應力測試認證
AEC-Q100最新的版本是Rev_J，發(fā)布于2023年。
本文是基于2014年Rev_H版進行翻譯和解讀，因為當時網上很難找到公開的中文翻譯版文檔。后續(xù)有時間會把2023年的J版繼續(xù)翻譯。
此篇翻譯和解讀，就是基于官方公開的英文版本為基礎，如果有爭議請參考英文原版。
文件的內容
包含AEC-Q100文件正文內容
正文后有7個附錄
Appendix 1: Definition of a Qualification Family - 附錄1: 產品認證家族的定義
Appendix 2: Q100 Certification of Design, Construction and Qualification - 附錄2:Q100設計、建立和資質認證
Appendix 3: Plastic Package Opening for Wire Bond Testing - 附錄3:用于邦線測試的塑料封裝開蓋流程
Appendix 4: Minimum Requirements for Qualification Plans and Results - 附錄4:認證計劃和結果的最低要求
Appendix 5: Part Design Criteria to Determine Need for EMC Testing - 附錄5: 確定需要EMC測試的部件設計標準
Appendix 6: Part Design Criteria to Determine Need for SER Testing - 附錄6:確定SER測試需求的零件設計標準
Appendix 7 AEC-Q100 and the Use of Mission Profiles - 附錄7 AEC-Q100和任務剖面的使用
同時Q100還有12個附加文件，這12個文件是獨立文件，需要單獨下載：
AEC-Q100-001: WIRE BOND SHEAR TEST - 邦線剪切試驗
AEC-Q100-002: HUMAN BODY MODEL (HBM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST - 人體模型(HBM)靜電放電試驗
AEC-Q100-003: MACHINE MODEL (MM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST
(DECOMMISSIONED) 機器模型靜電放電試驗（已取消）
AEC-Q100-004: IC LATCH-UP TEST - 集成電路閂鎖試驗
AEC-Q100-005: NONVOLATILE MEMORY WRITE/ERASE ENDURANCE, DATA RETENTION, AND OPERATIONAL LIFE TEST - 非易失性存儲器寫/擦除持久性、數據保留和運行壽命測試
AEC-Q100-006: ELECTRO-THERMALLY INDUCED PARASITIC GATE LEAKAGE (GL) TEST (DECOMMISSIONED) - 電熱寄生柵泄漏(gl)試驗(已取消)
AEC-Q100-007: FAULT SIMULATION AND TEST GRADING - 故障模擬和測試分級
AEC-Q100-008: EARLY LIFE FAILURE RATE (ELFR) - 早期壽命失效率
AEC-Q100-009: ELECTRICAL DISTRIBUTION ASSESSMENT - 電氣分布評估
AEC-Q100-010: SOLDER BALL SHEAR TEST - 焊錫球剪切試驗
AEC-Q100-011: CHARGED DEVICE MODEL (CDM) ELECTROSTATIC DISCHARGE (ESD) TEST - 帶電器件模型(cdm)靜電放電(esd)試驗
AEC-Q100-012: SHORT CIRCUIT RELIABILITY CHARACTERIZATION OF SMART POWER DEVICES FOR 12V SYSTEMS - 12v系統智能電源器件的短路可靠性表征
注意聲明
AEC文件包含通過AEC技術委員會準備、審查和批準的材料。
AEC文件旨在通過消除制造商和購買者之間的誤解，促進產品的互換性和改進，并幫助購買者選擇和獲得適合AEC成員以外的組織使用的適當產品，無論該標準是在國內還是國際上使用，均為汽車電子行業(yè)服務。
AEC文件的使用不考慮其使用是否涉及專利或物品、材料或工藝。通過這種行為，AEC不對任何專利所有人承擔任何責任，也不對使用AEC文件的各方承擔任何義務。主要從汽車電子系統制造商的角度來看，包括在AEC文件中的信息代表了產品規(guī)范和應用的一個完善的方法。除非滿足文件中規(guī)定的所有要求，否則不得提出與本文件相符的索賠。
有關本AEC文件內容的查詢、評論和建議應通過鏈接http://www.aecouncil.com發(fā)送給AEC技術委員會。
本文件由汽車電子委員會出版。
本文件可免費下載，但AEC保留該材料的版權。通過下載此文件，個人同意不收費或轉售產生的材料。
版權所有©2014由汽車電子委員會。本文件可隨本版權聲明自由轉載。本文件未經AEC組件技術委員會批準不得更改。
基于失效機制對集成電路芯片及封裝的應力測試認證 - 正文部分
本文檔對上次修訂版本以來的文本修正和差異標記為下劃線。還修訂了若干數字和表格，但沒有強調這些位置的變化點。
除本標準另有規(guī)定外，本標準新資格認證和重復資格認證的實施日期為上述發(fā)布日。
1 AEC-Q100的適用范圍：
AEC-Q100文件包含了一系列基于應力測試的失效機制，定義了最低應力測試認證的要求，定義了集成電路(IC)認證的參考測試條件。這些檢測項目能夠發(fā)現和識別集成電路芯片和其封裝的故障及問題。目的是對比正常使用的條件，以加速的方式讓故障更快地發(fā)生。不應盲目地使用這套測試方法。每個驗證項目都應該按照如下思路去評估：
a. 任何潛在的、新的和獨特的失效機制
b. 任何在實際應用中無法看到但在測試條件下可能會導致失效的情況
c. 任何極端的使用條件或應用，可能影響加速失效的驗證結果
使用本文件并不免除IC供應商對其公司內部質量認證的責任性，在本文檔中，“用戶”定義為所有使用符合本規(guī)范認證集成電路芯片的客戶。用戶有責任確認和驗證所有認證數據符合本文件的要求。強烈建議供應商在其規(guī)格書中使用本規(guī)范中規(guī)定的各項溫度等級。
1.1 AEC-Q100的目標
本規(guī)范的目的是確定一種芯片產品能夠通過規(guī)定的各項驗證測試，因而可以預測該產品在實際應用中可以達到一定水平的質量及可靠性。
1.2 AEC-Q100的參考文件
各個參考文件的更新和修訂也將自動生效，后續(xù)的驗證計劃將會自動使用這些參考文件的更新版本。
1.2.1 汽車等級標準
AEC-Q001 零件平均測試指導原則
AEC-Q002 良品率統計分析的指導原則
AEC-Q003 芯片產品的電性能表現特性的指導原則
AEC-Q004 零缺陷指導原則（草稿）
AEC-Q005 無鉛需求
SAE J1752/3 集成電路輻射測量流程
編者注：上面5個AEC-Q文件，并非Q100的附件，而是AEC認證的附件，需要單獨在官網下載。
1.2.2 軍工等級標準
MIL-STD-883 微電子測試方法和流程
1.2.3 工業(yè)等級規(guī)范
JESD-22 封裝器件可靠性試驗方法
UL-STD-94 器件用塑料材料可燃性試驗
IPC/JEDEC J-STD-020 塑料材料集成電路表面貼裝器件的濕度/回流焊靈敏度分類
JESD89 Alpha粒子和宇宙射線引起的半導體器件軟誤差測量和報告
JESD89-1 系統軟誤差率(SSER)的測試方法
JESD89-2 Alpha源加速的軟誤差率測試方法
JESD89-3 光束加速的軟誤差率試驗方法
1.2.4 已取消的試驗內容
AEC Q100-003 ESD Machine Model
由于文件過時，從JEDEC標準中移除。HBM和CDM幾乎涵蓋了所有已知的與esd相關的故障機制。
AEC Q100-006 Electrothermally-Induced Gate Leakage
由于不需要將其作為資格試驗項目而取消。
1.3 定義
1.3.1 AEC-Q100認證
如果根據本文件中列出的要求，并且成功完成各項測試內容，則允許供應商聲稱該芯片通過了“AEC Q100認證”。對于ESD，強烈建議在供應商規(guī)格書中指定通過電壓，并需要在任何異常引腳上做腳注。然后將允許供應商進行聲明，例如，“AEC-Q100符合ESD分類2的要求”。
1.3.2 AEC資質證明
請注意AEC- Q100資質沒有官方“認證”，也沒有由AEC運行的認證委員會對產品進行認證。每個供應商可以按照AEC標準進行驗證，并且根據客戶的要求并向客戶提交足夠的數據和證明，以方便客戶驗證產品AEC-Q100的符合性。
1.3.3 產品應用的認可性
產品應用的認可被定義為客戶同意在他們的應用中使用某芯片產品，但客戶承認產品應用的方式并不在AEC-Q100文檔的范圍。
1.3.4 芯片工作溫度等級的定義
器件工作溫度等級的定義見下表1:
關于高低溫測試的端點測試溫度，如果需要進行對應的測試，則必須與特定等級指定的溫度相等。如果考慮到上電測試過程中的結加熱，高溫測試端點的測試溫度可以比規(guī)定更高。
對于B組測試-加速壽命模擬測試：高溫工作壽命(HTOL)、早期壽命故障率(ELFR)和NVM耐久性、數據保留和工作壽命(EDR)，在施加應力時，芯片的結溫應等于或大于該級別對應的最高溫溫度。
1.3.5 性能測量Cpk
需要參考附件AEC-Q003《特征特性》去了解Cpk測量方法在AEC-Q100標準中如何使用。
2 一般通用要求
2.1 目標
該規(guī)范的目標是建立一個標準，定義一套集成電路芯片的工作溫度及條件等級以滿足車規(guī)等級認證的最低要求。
2.1.1 零缺陷
認證過程和本文件的其他內容都是為了達到零缺陷的質量目標，需要實現零缺陷目標的基本內容都可以在AEC-Q004 零缺陷指導原則文件中獲取。
2.2 文件優(yōu)先級
當本標準中的要求與其他文件相沖突時，可采用以下優(yōu)先順序進行采用和接納：
- 采購訂單中明確規(guī)定的要求
- 雙方達成共識的特定芯片要求
- 本文檔
- 本文檔在1.2章節(jié)中列出的參考文件
- 供應商的規(guī)格書
有一點需要注意：如果一顆產品被聲明是符合AEC-Q100的合格芯片，則上述1、2點中的采購訂單和特定芯片規(guī)范也不能違背或降低本規(guī)范的要求。
2.3 滿足認證和再認證要求的通用驗證數據的使用
2.3.1 通用驗證數據的定義
使用通用驗證數據來簡化認證過程非常值得提倡，通用數據可以提供給使用者用于其它項目測試需求。需要考慮到的是，通用數據必須基于一系列特殊要求，這些要求與表3和附錄1所示的器件和制造工藝的所有特性是相關聯的。
如果通用數據包含任何失效結果，這個數據就不能作為通用數據使用，除非供應商可以證明針對客戶接受的失效條件完成了糾正措施。
AEC-Q100文檔中附錄1中定義了一個標準，通過它多個元器件可以組成這個認證產品的家族系列，目的是確保所有同系列/家族芯片的通用驗證數據，對于其他待驗證器件同樣認證都是相同的和普遍接受的。對于應力測試，如果在技術上論證是合理的，那么兩個或更多的芯片系列/家族將可以組合起來進行測試認證（例如數據上的支持）。
而在AEC-Q100文檔中的表3描述了一組必須考慮到元器組件有任何改變的認證測試項目，其中的矩陣圖也同樣描述了與制程變更相關的新工藝制程和重新認證。該表是一個測試項目總括，使用者應將其作一個基本準線來討論那些存在疑問需要認證的測試。供應商有責任介紹為什么某些被推薦的測試項目不需要進行的原因和理由。
2.3.2 通用數據可接受的時間限制
通用數據的可接受性沒有時間限制，使用下面的圖表可以使用其中適當的可靠來源數據。這些數據必須來自于附錄1中定義的特定產品或相同系列中的某個產品。潛在的通用數據來源可以包括任何該客戶的特殊認證數據(保留客戶名稱)、工藝過程變更認證和周期可靠性監(jiān)視數據(參見下圖1)。
需要注意的是：一些工藝制程改變（如Die減小）將會影響通用數據的使用，以至于這些改變之前得到的認證數據就不能作為通用數據接受使用。
2.4 驗證需要的樣品
2.4.1 批次要求
測試樣品應該由認證過的系列芯片中有代表性的產品構成，由于缺少通用數據就需要進行多批次的測試，表2中列出的測試樣品必須是由非連續(xù)生產晶圓批次中的數量組成，并在非連續(xù)生成批次中進行封裝。即提供的樣品批次在晶圓廠里必須是分散的，或封裝廠至少有一個非認證的批次。與上述任何偏差都需要供應商給出技術解釋。
2.4.2 生產要求
所有認證樣品都需要在工廠里面，在以后大批量生產的相同產線設備和夾具上進行加工處理，其他的性能測試設備可以在其電測試性質驗證有效后用于產品測試。
2.4.3 認證樣品的重復使用
已經用來做非破壞性認證測試的產品可以用來做其他認證測試項目，而做過破壞性認證測試的器件除了工程分析外不能再使用。
2.4.4 樣品數量要求
用于認證測試的樣品數量與提交的通用數據結果，必須與表2中定義的最小樣品數量和接受標準相一致。
如果供應商選擇使用通用數據來認證，則特殊的測試條件和結果必須給客戶提供詳細的測試認證記錄（記錄的格式可見附錄4）?，F有可用的通用數據應該滿足這些要求和表2中2.3節(jié)的每個測試要求。如果通用數據不能滿足這些要求，就要進行產品的特殊認證測試。
2.4.5 應力前測試和應力后測試的要求（回測要求）
終端點的測試溫度（室溫、高低溫）在表格2的"附加需求"一列做了規(guī)定。
2.5 應力測試失效后的定義
測試失效定義為經過驗證發(fā)現不符合器件規(guī)范、標準規(guī)范或是供應商的規(guī)格書中定義參數的驗證樣品，其重要性依次定義在2.2節(jié)中。任何由于環(huán)境測試導致的外部物理特性損壞的產品也要被認為是失效的器件。如果失效的原因被廠商和使用者認為是在認證過程中由于非正確的運轉，比如轉移產品過程中遇到靜電放電或擊穿等，或者由于一些與驗證條件不相關的原因帶來的失效，那么就不算產品自身的失效，但是這個失效結果要作為實驗數據上報。
3 認證和重復認證
3.1 新產品(器件)的認證
新產品認證的各項應力測試要求流程如圖2（附后）所示，表2（附后）中描述了相關的測試條件。對于每個認證，無論是待認證器件的應力測試結果還是可接受的通用數據，供應商都必須保留所有的數據結果。同時也應該對同類系列/家族的器件驗證結果進行復審，以確保在這個系列/家族中沒有存在共性的失效機理。無論何時需要使用系列通用數據，都要得到供應商的足夠證明和使用者的批準。
對于每個產品認證，供應商必須提供以下：
● 設計、建立和認證的證明（見附錄2）
● 應力測試認證數據（見表2和附錄4）
● 用經過AEC-Q100-007 認證（當適用于該器件類型時）的軟件故障等級水平的指示數據，可以實現應用并能達到客戶的要求。
3.2 產品發(fā)生變更后的重新認證
當供應商對產品或制程作出了調整變更，從而影響了（或潛在影響）產品的外形、兼容性、功能、質量和可靠性時（見表3的指導原則），該產品就需要重新認證。
3.2.1 制程改變通知
供應商需要滿足客戶對產品/制程變更的要求。
3.2.2 需要重新認證的變更
根據附錄1定義的，產品任何最小的變更，都要用表3來決定重新認證的驗證方案，需要進行表2中列出對應的測試項。表3內容應作為一個指導方向，用以決定哪些測試項可以用來作為此次變更的認證標準，或者對于哪些測試項可以使用相同的通用數據來使用。
3.2.3 通過重新認證的標準
所有重新認證過程中的失效都應該分析其根本原因。只有當糾正和預防措施執(zhí)行到位時，才可以認為該產品再次符合AEC Q100的要求。
3.2.4 使用方（客戶）的認可
如果一個變更不會影響產品的工作溫度等級，但是會影響其使用時的性能。對于一些客戶的特別應用場景，將需要客戶對制程改變有單獨的授權許可，而這種許可方式則超出了本文件的范圍。
3.3 無鉛產品的認證
AEC-Q005無鉛要求規(guī)范中規(guī)定了使用無鉛產品加工過程中特殊的質量和可靠性問題。在無鉛產品加工中使用的材料，包括終端電鍍和板附著相關的材料(焊料)。這些材料通常要求更高的板附著溫度，以產生可被接受的焊點質量和可靠性，但這些較高的溫度可能會對塑料封裝半導體芯片的濕度敏感性產生不利影響。因此可能需要新的、更堅固的封裝化合物。
如果需要變更封裝材料以提供足夠的穩(wěn)定性以實現產品的無鉛化加工，供應商應參考本規(guī)范中的工藝變更確認要求。在環(huán)境應力測試之前，應在IPC/JEDEC J-STD-020《非密封固態(tài)表面貼裝器件的濕度/回流靈敏度分類》中描述的無鉛回流分類溫度下進行預處理。
4 認證測試
4.1 通用測試
各項測試流程如圖2所示，測試細則如表2所列。并不是所有測試項都適用于全部器件產品，例如某些測試只適用于陶瓷封裝器件，其他測試只適用于非易失性存儲器器件等等。表2的注釋欄中指定了適用于特殊器件類型的測試。表2的“附加要求”欄中也提供了重點測試要求，取代了之前版本參考測試方法的那些要求?？蛻粢蟮谋疚募笾獾奶厥怛炞C項目和驗證條件，需要供應商和客戶進行協商后確認開展進行。
4.2 器件特定測試
對于所有密封塑封的待認證器件，必須進行以下測試內容，家族產品通用數據不允許用在這些器件上。但是可以接受該器件已經完成特殊驗證的認證數據。
1 靜電放電---所有產品
2 閂鎖效應---所有產品
3 電分配---供應商必須證明，超過了工作溫度等級、電壓和頻率范圍，器件仍然能夠滿足其規(guī)格說明的參數限制。數據必須取自至少三個批次，或矩陣式（或斜式）制程批次，必須提供足夠的樣品進行有效的統計，詳見AEC-Q100-009文件。強烈推薦使用AEC-Q001文件中的元件平均測試指導原則來建立終測限度。
4 其他測試---客戶可以根據經驗要求進行其他測試項目，取代那些來自特定供應商的通用數據。
4.3 損耗可靠性測試
與損耗失效機理相關的新技術和材料無論如何被認證，以下列出的失效機理測試都必須是要認證的。數據、測試方法、計算和內部標準在每種新器件的認證上不需要論證和執(zhí)行，但應滿足客戶的要求。
●電遷移
●經時絕緣擊穿（TDDB 薄柵氧化層測試）---針對所有MOS技術
●熱載流子注入效應---針對1微米以下所有MOS技術
●負偏壓溫度不穩(wěn)定性
●應力遷移
認證測試流程 AEC Q100圖2介紹和解讀(藍色字體非標準原文):
AEC-Q100 7組驗證內容的概述：
在展開分項列表前，讓我們看一下這個最重要的測試流程圖，AEC-Q100共分為7組驗證內容，A - G組。
這7組驗證類別分別是：
A.加速環(huán)境應力測試
B.加速壽命模擬測試
C.封裝組裝整合測試
D.芯片晶圓可靠性測試
E.電氣特性確認測試
F.瑕疵篩選監(jiān)控測試
G.封裝凹陷整合測試
圖片中上半部分的認證內容：
D組是在晶圓廠進行的驗證內容，這部分內容偏重晶圓生產和工藝驗證，一般會由Fab廠進行驗證，沒有自己晶圓生產能力的芯片公司Fabless不需要關注。
C組，是和封裝工藝相關的驗證內容，一般由封裝廠進行驗證，沒有自己封裝能力的芯片公司不需要關注。一般具備車規(guī)級晶圓和封測能力的代工廠，都具備16949認證和對應的AEC-Q驗證能力，芯片公司要求對方提供相應的結果和報告就可以。
F組和E組的FG和CHAR內容，是晶圓廠和性能測試都需要關注的，屬于通用標準，更像是統計方法的指導文件。
圖片下半部分認證內容：
A、B、E、G四組是功能、參數、電性能驗證，這部分是芯片產品在封裝后進行的驗證內容，一般由芯片設計公司自行尋求第三方驗證公司進行測試和報告的生成，這部分內容和產品性能、功能、應用強相關，也是芯片公司比較關注的重點。
需要注意的是，E組同時出現在上下兩個部分，但是包含的驗證內容并不相同。
AEC-Q100驗證項目簡單分析
通過圖2的測試流程圖，我們可以發(fā)現，AEC-Q100共計定義了57項測試驗證內容，共計40種測試項目。但是這57項測試驗證內容并不是需要全部完成的，在表2中明確給出了不同的驗證項目對應的產品類型。
但是即便刪除部分不需要驗證的測試項目，對于芯片公司來說，仍然高達20項以上的測試項目，想通過AEC-Q100的測試也并不是一件容易的事情，所以芯片公司如果想推出一顆車規(guī)等級芯片，在設計和尋求代工廠的階段，就一定把后面的驗證內容和標準考慮好。
認證測試方法 AEC Q100 表2
編者注:表2的內容是最為重要的部分，其中還引用了大量的參考資料，所以單純的翻譯表2信息意義不大，還容易造成誤解，作者有系列文章對每一項內容進行詳細解讀可以參考，所以在此仍然粘貼英文原版內容。
表2的注釋：
- 每列的含義
Stress：應力測試項目的名稱
ABV： 應力測試項目的名稱縮寫
#： 應力測試項目的編號
Notes： 詳見下述Notes的含義
Sample Size/Lot： 需求的樣品數量
Number of Lot：樣品批次數量
Accept Criteria: 接受標準
Test Method：測試方法（標準）
Additional Requirement：附加要求
- Notes一列的含義
H 僅要求密封器件
P 僅要求塑封器件
B 僅要求焊球表面貼裝（BGA）器件
N 非破壞性測試，器件還可以用到其它測試上或者用到生產上
D 破壞性測試，器件不能重新用來認證和生產
S 僅要求表面貼裝塑封器件
G 承認通用數據。見表1 的2.3 節(jié)和附錄1
K 使用AEC-Q100-005 方法來對獨立非易失性存儲器集成電路或帶有非易失性存儲器模塊的集成電路進行預處理。
L 只對無鉛器件要求
# 特殊測試的參考數據編號
* 認證應力前后的所有電性能測試都要在單獨器件規(guī)定的溫度和極限值范圍內進行。
表3 工藝變更后都需要開展哪些驗證
注意:字母或“●”表示在適當工藝變更中應該考慮開展哪些應力測試的內容。如果不進行表格中對應測試的原因，應在認證計劃或結果中給出說明。
表格中字母的含義：
A-僅用于外圍切磨 B-用于符號返修，新的固化時間和溫度 C-如果焊接到引腳上
D-設計規(guī)則變更 E-只針對厚度 F-僅用于MEMS元件 G-僅用于非100%燒壞的器件
H-只用于密封器件 J-EPROM或者E2PROM K-只用于鈍化處理 L-僅用于無鉛器件
M-用于需要PTC的器件 N-鈍化和柵氧化物 Q-線徑變小 T-只針對貼片焊球
以上就是截止到附錄1之前，AEC Q100文件的全部內容翻譯及解讀。
由于篇幅較長，AEC Q100后面的附錄部分內容將會新起文章發(fā)布。
本文對AEC-Q100的正文內容翻譯和解讀，主要是解決當前很難找到AEC Q100完整中文版的痛點，隨著當前車規(guī)芯片認證越來越被關注，中文版的AEC Q100文件需求已經愈發(fā)的強勁，希望對大家有所幫助。
但是AEC Q100文件難點并不在于對這一個文件翻譯和理解，而是其背后大量的參考資料，以及多個跨學科領域的知識內容，想徹底吃透AEC Q100文件的全部內容，確實有較大的難度，期待這一系列逐項的介紹文章也能幫助到大家。
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材料整理制作不易，轉發(fā)請注明出處，文章中不對的地方歡迎指教和交流溝通。