车规级芯片的AECQ100规范及详细测试项目介绍——以ASM1042型CAN FD收发器芯片为例

ASM1042型CAN收发器系列符合ISO1189-2 (2016)高速CAN(控制器局域网络)物理层标准。所有器件均设计用于数据速率高达2Mbps的CAN FD网络。该收发器支持5Mbps的数据速率,且提供I/O电平的辅助电源输入,用于设置输入引脚阈值和 RXD输出电平。该系列具备低功耗待机模式及远程唤醒请求特性。此外,该器件提供多种保护特性来提高器件和网络的耐用性。

  • 通过AEC-Q100 Grade1 认证

  • 符合ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准

图1 FD CAN芯片引脚分布图

一、AECQ100测试项目总体概述

由表格可知左侧列出每个测试项和该项需要的总样品数(或总循环次数等)。Lot对应放在不同"批次/生产批(lot)"上取样进行测试时,从每个 lot 抽取的样品数量或每个 lot 的测试分配。AEC-Q100 要求通常会指定多个独立的 lot(通常是 3 个不同制造批)来验证工艺/设计的一致性。

AECQ100测试项目

二、AECQ100主要测试项目的解释

**CSAM(C-Mode Scanning Acoustic Microscopy):**用超声显像非破坏性检查封装内部(粘接、焊接、空洞、层间分离/脱胶等)。在 T0(原始)和经预处理(PC, preconditioning)后各做一次,用来确认封装完整性或预处理是否造成缺陷。

**预处理(PC):**按标准要求模拟组件在制造/回流等过程的应力(烘烤、回流循环等),通常是为了之后做热循环或其他应力测试前使样品达到"出货前状态"。

**HAST(Highly Accelerated Stress Test):**高温高湿、有/无偏压的加速湿热试验,用于促发与湿气/腐蚀相关的失效(例如界面氧化、封装吸湿造成的问题)。

**UHST / Unbiased HAST:**与 HAST 类似,但通常为"无偏压"或另一组湿热条件(用于不同失效机理验证)。

**温度循环(TC):**把零件在低温和高温之间循环(例如 -40 → +125°C),检验因热膨胀系数差导致的焊点、键合线疲劳开裂等热循环可靠性,循环次数会按目标要求:500/1000/2000 等。

**HTSL(High-Temperature Storage Life)高温储存寿命:**在高温环境下不加电存放一定时间以加速化学/材料老化,用来模拟长期储存老化。

**HTOL(High-Temperature Operating Life)高温运行寿命:**在高温下通电加速老化,考察在工作负载下的长期可靠性,例如电迁移、热失效等。

**ELFR(Early-Life Failure Rate)早期失效率(ELFR):**大量(例如 2400 个样品)在短时间的加速应力,以发现早期失效,通常用于统计学上的可靠度评估。

**WBS / WBP:**键合线剪切/拔力试验,用来量化键合点/焊线机械强度,以确认键合可靠性,标准有对样本数与通过指标的要求。

**SD(Solderability)可焊性测试(SD):**检查引脚/焊盘在回流前后是否能获得足够的润湿覆盖(通常要求 >95% 覆盖率)。

**PD(Physical Dimensions / Dimensional)物理尺寸(PD):**尺寸/引脚位置等机械公差检查,确认包装符合图纸规格。

**HBM(Human-Body Model)/ CDM(Charged-Device Model):**两种常见静电放电模型,分别模拟人体放电或器件自身充电放电对 IC 的冲击。AEC-Q100 对汽车级器件的 ESD 要求比商业件更严格,并有具体通过等级(伏数)。

闩锁 **(Latch-up)试验:**验证在特定偏压/温度条件下器件不会进入不可恢复的高电流闩锁态。

**ED(Electrical Distribution / Electrical Disturbance)电气分布/电性能评估:**检查器件在温度/电压范围内的参数分布、故障分级等。

**EMC:**电磁兼容性测试项,在 AEC-Q100 上作为参考或与系统级 EMC 相关的验证。

**LF-Tin Whisker:**无铅锡须观察,用于评估无铅 Finish 在汽车应用中的锡风险(长期可靠性问题)。

三、Lot1 / Lot2 / Lot3 到底代表什么?

Lot1、Lot2、Lot3 是三批独立的制造/工艺批次(例如不同晶圆批、不同封装批或在不同时间生产的批次)。AEC-Q100 要求用多批次来证明设计与制造过程在不同批次间保持一致性,而不是仅仅在单一批次上"侥幸通过"。官方文档说明了"多 lot 测试 / 每 lot 抽样数 / 最低样本量"等要求。

表格中每个测试行下 Lot1/Lot2/Lot3 的数字通常表示从该 lot 抽取并用于该测试的样品数,例如 PC 一行若显示 240/240/240,意味着每个 lot 都取 240 个样品做 PC。若某一 lot 出现系统性问题(比如封装工艺异常),只在那一列看到失效或"测试失效"的备注,就可以定位为制造批次问题,而不是器件设计缺陷。

四、关于样本数、通过准则与常见备注

AEC-Q100 对不同测试有规定的最小样本数(比如 HTOL/ELFR/ELFR 的大抽样、Package integrity tests 的样本数等),例如 ELFR 往往需要很大样本(表里 2400 就常见于 ELFR)。测试过程中一旦出现:开短路、功能不良、参数超限等情况,该项直接 Fail。统计准则:某些机械/尺寸类测试会以统计指标(如 Cpk ≥ 1.67)作为通过标准,键合/焊点类测试有最小载荷/不良数限制等。

五、如何判断芯片的AEC-Q100 是否通过?

可以使用这4个问题快速检查:

  1. 是否具有3个独立 Lot?

  2. 每个测试样本数是否满足最小要求?

  3. 是否所有必选测试 = 0 Fail?

  4. 失效项是否完成重新验证?

只要有一项不满足就不能宣称 AEC-Q100 通过!

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