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功率半导体AEC-Q101如何选择测试项目和条件？

文章来源 : 粤科检测 发表时间：2023-05-05 浏览量:

功率半导体AEC-Q101如何选择测试项目和条件？

AEC-Q101认证包含了分立半导体元件最低应力测试要求的定义和参考测试条件，目的是要确定半导体分立器件在汽车电子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。根据AEC-Q101-2021新版规范，认证测试通用项目大大小小算起来共有37项，但并非所有的测试项目都需要测试，需要依据不同的器件类型，封装形式，安装方式等等来选择要进行的测试项目。


SiC肖特基二极管AEC-Q101认证-1.jpg


AEC-Q101测试流程

AEC-Q101认证测试流程.jpg

适用产品：二极管、齐纳二极管、稳压二极管、整流二极管、TVS管、MOSFET、IGBT等。

AEC-Q101标准将试验项目分为5个大组，以某型号SOT23封装的MOSFET为例，AECQ101认证应选择哪些测试项目和条件，以及不选择此项目的原因说明，以下是按组介绍需要测试项目的清单。


Group A

Group A加速环境应力试验共有10个项目，AC高压和 H3TRB高温高湿反偏做为可选项可不用进行，PTC功率温度循环在IOL间隙寿命不能满足才做，TCDT温循分层试验和TCHT温循热试验不适用在铜线连接的器件上执行测试。

TEST GROUP A–ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS
序号
编码
项目
缩写
条件或说明
1
A1
预处理
PC
仅在测试A2、A3、A4、A5和C8之前对表面安装零件(SMD)进行测试
2
A2
高加速应力试验
HAST
条件二选一
  条件一：TA=130℃，85%RH，96H
  条件二：TA=110℃，85%RH，264H。加反向偏置电压=80%额定电压，前后都要测试电气参数
4
A3
无偏高加速应力试验
UHAST
条件二选一
  条件一：TA=130℃，85%RH，96H
  条件二：TA=110℃，85%RH，264H，前后都要测试电气参数    
6
A4
温度循环
TC
温度-55℃~最高额定Tj温度，不超过150℃，1-3循环/小时，按组件等级选择1CPH，1000个循环。前后都要测试电气参数，依据2.4判定
9
A5
间隙工作寿命
IOL
TA=25℃,器件通电保证TJ变化量≥100℃(不超过最大额定值)，循环数循环数=60000/（通电分钟+断电分钟）。前后都要测试电气参数，依据2.4判定


Group B

Group B加速寿命模拟试验共有4个项目，ACBV交流阻断电压仅适于晶闸管，SSOP稳态运行仅适于TVS二极管。

TEST GROUP B–ACCELERATED LIFETIME SIMULATION   TESTS
序号
编码
项目
缩写
条件或说明
11
B1
高温反向偏压
HTRB
在用户规格中最大直流反向额定电压，通过温箱调整结温防止失效，保持1000小时，前后都要测试电气参数
14
B2
高温栅偏压
HTGB
栅级偏置器件关闭时最大电压100%，在指定结温下（推荐结温125℃）1000小时，前后都要测试电气参数，做5个件的Decap，线拉力。

Group C

Group C封装完整性试验15个项目，TS端子强度适用于通孔引线器件的引线完整性，RTS耐溶剂性对于激光蚀刻或无标记器件不用进行。CA恒定加速,VVF变频振动，MS机械冲击，HER气密性这四项适用于气密封装的器件。

TEST GROUP C–PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS
序号
编码
项目
缩写
条件或说明
15
C1
破坏性物理分析
DPA
开封过程确保不会导致引线和键的退化
16
C2
物理尺寸
PD
依据产品规格书测量封装物理尺寸
17
C3
邦定线抗拉强度
WBP
条件C和条件D，金线直径>1mil在TC后最小拉力为3克，金线直径<1mil，请参阅
MIL-STD-750-2方法2037作为指南
最小拉力强度。金线直径<1mil，施力点靠近焊点，而不是在线中间。
18
C4
邦定线剪切强度
WBS
铜线剪切参考JESD22-B116
19
C5
芯片剪切力
DS
评估制程变更的稳健性，依据表3的指导进行C5测试
22
C8
耐焊接热
RSH
SMD部件应全部在测试期间被浸没，根据MSL进行预处理等级，前后都要测试电气参数
23
C9
热阻
TR
测量TR以确保符合规范
24
C10
可焊性
SD
放大50X，参考表2B焊接条件，SMD采用方法B和D
25
C11
晶须生长评价
WG
可商定，温度冲击-40~+85℃，1小时2循环，1500循环，试验后采用SEM进行锡须观察


Group D

Group D模具制造可靠性试验1个项目

TEST GROUP D – DIE FABRICATION RELIABILITY   TESTS
序号
编码
项目
缩写
条件或说明
30
D1
介质完整性
DI
以1V为增量增加电压同时监控栅极电流，
介电强度定义为栅前的栅电压读数，
电流增加了一个数量级，记录并报告每个DUT的电压和电流，评估制程变更的稳健性，依据表3的指导进行D1测试


Group E

Group E电气验证试验6个项目。UIS钳位感应开关仅限功率 MOS半导体和内部箝制IGBT，SC短路特性仅适用于智能功率器件。

TEST GROUP E – ELECTRICAL VERIFICATION TESTS
序号
编码
项目
缩写
条件或说明
31
E0
外观检查
EV
所有的样品都要检查
32
E1
应力测试前后电性能测试
TEST
在室温下进行
33
E2
参数验证
PV
额定温度验证参数
34
E3
ESD HBM
ESDH
前后都要测试电气参数
35
E4
ESD CDM
ESDC
前后都要测试电气参数


第三方AEC-Q101认证机构

江苏粤科检测是专业第三方AEC-Q101认证机构，实验室具备AEC-Q101标准CNAS全项测试资质和测试能力，可协助汽车分立半导体企业制定符合AEC-Q101标准的验证步骤和实验方法，帮助汽车分立器件厂商进入车厂供应链，缩短与采购商的沟通时间，推动产品品质的提高和可交换性。


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