功率器件AEC-Q101如何选择测试项目？认证准备及流程有哪些？

AEC-Q101标准是用于分立半导体器件的，标准全称：Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Discrete Semiconductors，基于分立半导体应力测试认证的失效机理，名字有点长，所以一般就叫“分立半导体的应力测试标准”。现在的Rev E版本是2021.03.01刚发布的最新版。

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。

 

AEC-Q101按Wafer Fab晶圆制造技术，分为以下几种，主要是MOS、IGBT、二极管、三极管、稳压管、TVS、可控硅等。

AEC-Q101分立半导体器件（来源：aecouncil.com）

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。

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。

GroupAGroup 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

 

GroupB

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。

 

GroupC

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

 

GroupD

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

 

GroupE

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

 

AEC-Q101认证准备

 

 

AEC-Q101验证流程

华碧实验室车规电子检测认证

华碧实验室是国内领先的集检测、鉴定和认证为一体的第三方检测与分析的新型综合实验室，是质量和诚信的基准。华碧实验室拥有丰富的车规级电子认证经验，已成功协助300多家汽车分立半导体企业制定相对应的AEC-Q101验证步骤与实验方法，并顺利通过AEC-Q系列认证。

华碧实验室凭借广泛的服务网络，专业的技术团队及先进的实验室，提供全面的半导体产业解决方案，服务范围覆盖供应链上下游，帮助分立器件厂商把控良率并顺利进入车厂供应链，助力其产品在市场端建立稳固的质量信任，推动国产半导体产业取得新的技术突破与稳健的持续性发展。

审核编辑 黄宇