خدمة الخط الساخن
كاتب عمود
كاتب عمود
عملية التحقق من رقاقة السيارة والتوقعات
2022-03-17
1180
يظهر التحليل أنه مع التطور السريع للطاقة الجديدة والسيارات ذاتية القيادة، أصبحت وظيفة شريحة قياس السيارة أكثر أهمية، وهو اتجاه مهم لتطبيق صناعة الرقائق. تشرح هذه الورقة عملية التحقق ذات الصلة والمواصفات والمعايير الخاصة بشركات تصميم الدوائر المتكاملة التي تدخل مجال رقائق قياس السيارات، والتحقق من الموثوقية ذات الصلة وتحليل فشل رقائق قياس السيارات، وتناقش هدف الصفر من العيوب للإنتاج الضخم لرقائق قياس السيارات، والتحليلات المشاكل والقيود في تطوير رقائق قياس السيارات المحلية، وتتطلع إلى اتجاه التنمية.
0 المقدمة
ومع التطوير المتعمق لإلكترونيات السيارات والتحديثات الأربعة الجديدة (الكهرباء والشبكات والذكاء والمشاركة) التي أنشأتها صناعة السيارات، فإن هذا يوفر فرصًا جديدة لتطبيق رقائق أشباه الموصلات في مجال السيارات. في السنوات الأخيرة، يتطور الطلب بسرعة، مما يجلب تغييرات صناعية جديدة إلى سوق السيارات. جعل شريحة قياس السيارة تلعب دورًا متزايد الأهمية في مجالات التطبيق مثل التحكم في الطاقة والتحكم في الهيكل والترفيه المعلوماتي [1]. وفي السنوات الخمس الماضية، بلغ معدل النمو السنوي المركب لسوق أشباه الموصلات للسيارات العالمية حوالي 4.8%، في حين بلغ معدل النمو لسوق أشباه الموصلات للسيارات في الصين 11.6%. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن درجة إلكترونينة مركبات الطاقة الجديدة آخذة في الارتفاع أكثر فأكثر، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الطلب على مختلف أشباه الموصلات الخاصة بالسيارات [2]. وفقًا لتوقعات ديلويت، ستتجاوز إيرادات أشباه موصلات السيارات 60 مليار دولار أمريكي في عام 2022 [3]، وهو ما من شأنه أن يجذب المزيد من الشركات المصنعة للرقائق للمشاركة. بالمقارنة مع الرقائق الإلكترونية الاستهلاكية، فإن رقائق قياس السيارات أكثر طلبًا. (1) رقائق قياس السيارة أعلى من معايير الرقائق الاستهلاكية والصناعية؛ (2) رقائق قياس السيارة لها متطلبات أكثر صرامة لبيئة العمل، مثل درجة الحرارة والرطوبة والتوافق الكهرومغناطيسي وتآكل الغاز الضار، والتي لها متطلبات مختلفة وفقًا لتطبيقاتها المختلفة؛ (3) يعد تطوير شريحة قياس السيارة والتحقق منها أمرًا مكلفًا، مع عتبة عالية ودورة طويلة؛ (4) يحتاج إلى اجتياز معايير المراجعة المقابلة. هناك شرطان لشريحة القياس: (1) أن تلبي معيار إدارة جودة سلسلة التوريد الخالية من الفشل IATF 16949؛ (2) تلبية معايير موثوقية AEC التي تدفعها صناعة السيارات في أمريكا الشمالية. نظرًا لدورة التصميم الطويلة والعوائق التقنية العالية، فإن صناعة شرائح السيارات بأكملها تحتكرها الشركات الأجنبية العملاقة، مثل Infineon وRenesas، التي تركز على قطاعات السوق الخاصة بشرائح السيارات المتطورة. وفي الوقت نفسه، ظهرت العشرات من شركات تصميم الرقائق في الصين لتصبح موردة للرقائق الإلكترونية للسيارات، بأنواع تتراوح بين مساعدة السائق والتحكم المركزي وإدارة البطارية وأجهزة استشعار الصور ومعالجات الإشارات [4]. وتشارك شركات السيارات التقليدية الدولية، مثل تويوتا وفورد وفولكس فاجن، بنشاط في البحث وتطوير الرقائق الإلكترونية للسيارات. وتشارك بعض شركات السيارات الرئيسية في الصين أيضًا في البحث وتطوير الرقائق، مثل BYD وSAIC، التي تشارك في أبحاث وتطوير الرقائق بأشكال مختلفة وتحتضن الثورة الجديدة في صناعة شرائح السيارات. ومن الأسهل عليهم الجمع بين سيناريوهات التطبيق الخاصة بهم والموارد المالية لتعزيز الإدخال السريع لتصميم الرقائق. أطلقت شركة تسلا، ممثلة بالطاقة الجديدة، شرائح FSD، وبدأت المنافسة حول القيادة الأوتوماتيكية عالية المستوى. لقد تسارعت صناعة السيارات في عصر الذكاء. من خلال الجمع بين السوق الضخم لرقائق قياس السيارات، وفقًا لخصائص التطبيق والمتطلبات القياسية لدخول هذا المجال، ستركز هذه الورقة على مناقشة شروط التحقق الخاصة بمعايير الموثوقية IATF 16949 وAEC لدخول هذا المجال. من خلال اختبار فحص التقادم وتحليل السبب الجذري للرقائق الفاشلة، يمكن ضمان موثوقية رقائق قياس السيارة لتحقيق هدف عدم الفشل. أخيرًا، تتطلع إلى توحيد مواصفات التحقق لرقاقة قياس السيارة، والتحقق الشامل من الموثوقية، واختبار فحص الشيخوخة الفعال، وتحليل الفشل المهني.
1 التحقق ذو الصلة من شريحة القياس 1.1 IATF16949
في صناعة السيارات، تتمتع أنشطة شهادات الجودة بمعايير ومتطلبات شهادات الصناعة الخاصة بها في جميع أنحاء العالم، مثل معيار VDA6.1 لصناعة السيارات الألمانية، ومعيار EAQF في فرنسا، ومعيار AVSQ في إيطاليا، ومعيار QS-9000 في صناعة السيارات. الولايات المتحدة. تعاونت فرقة العمل الدولية للسيارات (IATF)، التي تأسست في عام 1997، مع المنظمة الدولية للمعايير (ISO/TC 176) لتحقيق معيار نظام جودة عالمي موحد وإصدار الشهادات لصناعة السيارات. استنادًا إلى معايير صناعة السيارات الوطنية، تمت صياغة IATF16949 وتقديمه في عام 1999. IATF 16949 هو أحدث معيار لنظام إدارة الجودة [5]. IATF16949 هي مجموعة سيارات دولية تركز على العملاء وتأخذ في الاعتبار متطلباتها الخاصة. في ضوء بعض القضايا التي أولتها صناعة السيارات اهتمامًا وثيقًا في السنوات الأخيرة، مثل سلامة السيارات، تمت إضافة بنود جديدة إلى المعيار [6,7،XNUMX]. ينطبق IATF16949 على شركات تصنيع السيارات وموردي قطع الغيار المباشرين لهم. ترتبط هذه الشركات المصنعة ارتباطًا مباشرًا بإنتاج السيارات، والتي يمكنها معالجة أنشطة التصنيع وإضافة قيمة إلى منتجاتها من خلال هذه الأنشطة. على سبيل المثال، في سلسلة صناعة الرقائق بأكملها، تحتاج مصانع الرقاقات ومصانع التعبئة والتغليف إلى تصنيع رقائق السيارات بما يتوافق بشكل صارم مع معيار IATF16949. وتلك الوحدات التي لديها وظائف دعم فقط، مثل مراكز التصميم والتوزيع، لا تحتاج إلى الحصول على هذه الشهادة [8].
1.2 شهادة معايير AEC
AEC: تم إنشاء مجلس إلكترونيات السيارات في عام 1994 من قبل ثلاث شركات سيارات في أمريكا الشمالية (كرايسلر وفورد وجنرال موتورز) لوضع مجموعة من معايير نظام الجودة العامة [9]. وضعت شركة AEC معايير مراقبة جودة المنتج، وعززت تنفيذ عالمية قطع غيار السيارات، ووضعت أساسًا جيدًا للتطور السريع للسوق. تشمل مواصفاتها بشكل أساسي AEC-Q100 (دائرة متكاملة IC)، وAEC-Q101 (مكون منفصل)، وAEC-Q102 (LED كهروضوئي منفصل)، وAEC-Q104 (مكون متعدد الرقائق)، وAEC-Q200 (مكون سلبي). من بينها، AEC-Q100 عبارة عن مواصفات التحقق للدوائر المتكاملة IC. والغرض منه هو تحديد جودة وموثوقية الأجهزة التي يمكنها تلبية متطلبات معينة من خلال اختبار التحمل في التطبيق [10].
1.2.1تصميم شريحة قياس السيارة
من وظيفة استخدام المنتج، وظروف العمل (الجهد، ونطاق التردد، وما إلى ذلك)، وتكنولوجيا مكتبة تصميم الخلايا المستخدمة في الشريحة، يتم تحديد مبدأ تصميم الدائرة لتلبية متطلبات شريحة قياس السيارة. يمكن لعملية التنفيذ تحديد أوضاع الفشل المحتملة وتأثيرها على النظام والعملاء وتحديد مدى خطورتها وأسبابها المحتملة. بالنظر إلى تصميم التكرار، يمكن لهذا التصميم تجنب الأخطاء المحتملة في الاحتفاظ بالبيانات في شكل رموز تصحيح الأخطاء واستبدال الوحدات المعيبة. إنشاء آلية اختبار ذاتي، وإضافة بعض عقد المسار في الدائرة للاختبار خلال وقت اختبار معقول للرقاقة، واكتشاف الوحدات المعيبة في الوقت المناسب، وإجراء المعالجة ذات الصلة لتقليل التأثير الناجم عن تقلبات العملية. في مرحلة تصميم الرقاقة، يجب أن نبدأ في النظر في تجربة موثوقية الرقاقة. يمكن أن يؤدي استخدام أدوات التحليل والمحاكاة الهندسية بمساعدة الكمبيوتر إلى تحسين موثوقية المنتج في وقت أقصر. يتم استخدام أدوات مثل تحليل العناصر المحدودة والتحليل الحراري ونموذج التنبؤ بالموثوقية على نطاق واسع، بحيث تعمل شريحة قياس السيارة بشكل فعال على تحسين موثوقية الجهاز واستقراره في بداية التصميم.
1.2.2تصنيع الرقائق
تشمل الخطوات الرئيسية لتصنيع الرقاقات زرع الأيونات والطباعة الحجرية الضوئية والحفر والطلاء. في كل عملية، من الضروري معرفة المعلمات المثالية من خلال أدوات البحث والتحليل الإحصائي الرياضي، وذلك لتلبية متطلبات تحسين إنتاجية الرقاقة وجودتها. يمكن لمصنع Fab ضمان استقرار العملية من خلال الكشف عن معلمات الاختبار المحددة ورقم الشريحة والتردد والمعلومات الأخرى لكل عملية.
1.2.3اختبار الرقاقة
حاول تحقيق الحد الأقصى من تغطية الاختبار في وقت معقول وقم بفحص المنتجات المعيبة مسبقًا لتجنب تدفقها إلى العميل. إحدى الطرق المهمة لاختبار الشريحة بشكل أسرع وأكثر فعالية هي من خلال تصميم الاختبار الذاتي للرقاقة، والذي يمكن أن يقلل أيضًا من الاعتماد على موارد ATE الخارجية. يمكن أن يعتمد الإعداد القياسي لحدود الاختبار للمنتجات الجيدة على التوصيات الواردة في وثيقة AEC_Q004 ومعادلة معينة للانحراف المعياري للبيانات، وحدود بات الثابتة = المتوسط القوي زائد Mn؛ 6 سيجما قوية. من خلال تحليل البيانات الضخمة، يمكن التحكم في تقلبات العملية لضمان استقرار جودة المنتج. يمكن مراجعة هذه الطريقة وتحديثها بانتظام. فشل المنتج قبل الاستخدام هو العائد، وفشل المنتج أثناء الاستخدام هو الموثوقية، وبالتالي فإن اختبار الشريحة يرتبط ارتباطًا مباشرًا بموثوقية الشريحة. يتكون منحنى حوض الاستحمام من ثلاثة أجزاء: فترة الشيطان المبكرة، والفترة المستقرة، وفترة الخسارة. يعد اختبار الاحتراق خطوة مهمة في اختبار شرائح ATV (السيارات). وتتمثل وظيفتها الرئيسية في إزالة شرائح الفشل المبكر للمنتجات قبل شحن الشريحة لتحقيق موثوقية عالية للمستخدم. المرحلة المبكرة هي المرحلة ذات معدل الفشل المرتفع نسبيًا. عادة ما يكون سبب فشل الشريحة هو وجود عيوب أو مشاكل متأصلة في الشريحة، مثل عيوب التصميم أو عملية التصنيع غير الطبيعية أو العيوب الكامنة في المواد. ستؤدي هذه العيوب إلى فشل يتعلق بالوقت والضغط، وعادة ما يتميز معدل الفشل بـ Dppm. على وجه التحديد، يجب أن تخضع الشريحة لاختبار التقادم بنسبة 100% لفترة زمنية معينة، مثل تطبيق الجهد المتحيز ودرجة الحرارة المرتفعة، ثم يجب إجراء اختبار ATE العادي على الشاشة [11]. تمثل الفترة المستقرة في منحنى حوض الاستحمام (الشكل 1) أن معدل فشل الشريحة مستقر نسبيًا خلال فترة خدمتها، وعادةً ما يتم وصف فشلها من حيث FIT (الفشل في الوقت المناسب) أو MTBF (متوسط الوقت بين الفشل) ساعات. تشير مرحلة الخسارة إلى أن معدل فشل الشريحة يبدأ في الارتفاع بسبب فقدان الدائرة الداخلية للرقاقة، مما يعني أن الشريحة قد وصلت إلى الحد الأقصى لعمر الخدمة.
AEC-Q100، باعتباره معيار التحقق من الموثوقية الإلكترونية للسيارات، له الأغراض الرئيسية التالية: (1) لدى العملاء معايير ومواصفات مرجعية؛ (2) يمكن لمورد الشريحة إزالة الأخطاء المحتملة التي قد تكون موجودة في الشريحة. يوضح الجدول 1 أن AEC-Q100 مقسم إلى درجات مختلفة للمنتج وفقًا لدرجة حرارة بيئة العمل الخاصة بالجهاز، والتي ترتبط بالتطبيق المحدد للرقاقة. نطاق درجة حرارة العمل لأعلى معايير الجودة صرامة هو -40 ~ 150 درجة مئوية. يحتاج المورد إلى تحسين تصميم المنتج بشكل مستمر، واعتماد عمليات تصنيع وتغليف متقدمة ومستقرة، واعتماد إجراءات اختبار صارمة لتلبية المتطلبات القياسية العالية لدرجة حرارة العمل وموثوقية رقائق قياس السيارة.
تعد سلامة وموثوقية شريحة القياس هي الاعتبار الأساسي، وهو ما لا ينعكس فقط في مرحلة تصميم الشريحة وتطويرها، ولكنه مهم أيضًا بشكل خاص في فحص الاختبار والتحقق من الموثوقية. آفاق السوق الواسعة تجعل المزيد من موردي الرقائق يبدأون في دخول هذا المجال والانضمام إلى التخطيط الصناعي لرقائق قياس السيارات. بالإضافة إلى متطلبات معيار إدارة جودة سلسلة التوريد IATF16949 وموثوقية AEC-Q100، يجب تحسين العملية الحالية ونظام التحقق من رقاقة مقياس السيارة. (1) من الضروري للخبراء الفنيين (السيارة بأكملها، تصميم الرقائق، التصنيع، التعبئة والتغليف واختبار الرقائق، وما إلى ذلك) إنشاء مجموعة من المعايير الأكثر احترافية وموحدة وموجهة نحو التدفق لإنشاء نظام توحيد لرقائق قياس السيارة . (2) يجب أن يكون التحقق من موثوقية الرقاقة أكثر شمولاً، ويجب تصميم وتصنيع موثوقية المنتجات. (3) يجب أن يكون اختبار الشيخوخة أكثر كفاءة. يمكن لشريحة قياس السيارة إزالة أجهزة الفشل المبكر بنسبة 100٪ من التقادم، مما سيسلط الضوء على دور اختبار التقادم عندما تكون معلمة توزيع Weibull β أقل من 1، أي أن معدل الفشل المبكر يظهر اتجاهًا هبوطيًا كبيرًا. على أساس القضاء على الفشل المبكر للرقائق، كلما كان وقت اختبار الشيخوخة أقصر، كلما كان ذلك أفضل. (4) يحتاج تحليل السبب الجذري للرقاقة الفاشلة إلى تشكيل حلقة مغلقة. على وجه الخصوص، من الضروري معرفة الرقائق الفاشلة التي تم تفويتها لأن التحكم في البطاقة لمعلمات عملية التصنيع غير معقول أو أن تغطية الاختبار ليست شاملة بما فيه الكفاية، لأنها قد تؤدي إلى مشاكل في الدُفعات. تحتاج حالات الفشل المختلفة إلى جمع البيانات والتحليل الشامل من جوانب تصميم الرقائق، وتصنيع العمليات، واختبار العبوات، واستخدام الأجهزة، وما إلى ذلك، لمعرفة السبب الجذري للفشل ومن ثم تقديم التغذية الراجعة لتشكيل الحلول. في الوقت نفسه، يحتاج خط تصنيع الرقائق إلى تطبيق تقنيات مراقبة احترافية أكثر نشاطًا، مثل تقنية CPK وتقنية SPC وتقنية PPM، والتي يمكنها تحليل القدرة الإنتاجية واستقرار العملية والتنبؤ بها [15]. 4 الخاتمةفي العمل العملي، غالبًا ما تتم مواجهة مشكلات إعداد بيانات TSP وتصور بيانات TSP. استنادا إلى خبرة العمل العملية، تلخص هذه الورقة الطريقتين المذكورتين أعلاه لجعل تصور بيانات TSP لحل مشاكل معالجة بيانات TSP.
0 المقدمة
ومع التطوير المتعمق لإلكترونيات السيارات والتحديثات الأربعة الجديدة (الكهرباء والشبكات والذكاء والمشاركة) التي أنشأتها صناعة السيارات، فإن هذا يوفر فرصًا جديدة لتطبيق رقائق أشباه الموصلات في مجال السيارات. في السنوات الأخيرة، يتطور الطلب بسرعة، مما يجلب تغييرات صناعية جديدة إلى سوق السيارات. جعل شريحة قياس السيارة تلعب دورًا متزايد الأهمية في مجالات التطبيق مثل التحكم في الطاقة والتحكم في الهيكل والترفيه المعلوماتي [1]. وفي السنوات الخمس الماضية، بلغ معدل النمو السنوي المركب لسوق أشباه الموصلات للسيارات العالمية حوالي 4.8%، في حين بلغ معدل النمو لسوق أشباه الموصلات للسيارات في الصين 11.6%. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن درجة إلكترونينة مركبات الطاقة الجديدة آخذة في الارتفاع أكثر فأكثر، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الطلب على مختلف أشباه الموصلات الخاصة بالسيارات [2]. وفقًا لتوقعات ديلويت، ستتجاوز إيرادات أشباه موصلات السيارات 60 مليار دولار أمريكي في عام 2022 [3]، وهو ما من شأنه أن يجذب المزيد من الشركات المصنعة للرقائق للمشاركة. بالمقارنة مع الرقائق الإلكترونية الاستهلاكية، فإن رقائق قياس السيارات أكثر طلبًا. (1) رقائق قياس السيارة أعلى من معايير الرقائق الاستهلاكية والصناعية؛ (2) رقائق قياس السيارة لها متطلبات أكثر صرامة لبيئة العمل، مثل درجة الحرارة والرطوبة والتوافق الكهرومغناطيسي وتآكل الغاز الضار، والتي لها متطلبات مختلفة وفقًا لتطبيقاتها المختلفة؛ (3) يعد تطوير شريحة قياس السيارة والتحقق منها أمرًا مكلفًا، مع عتبة عالية ودورة طويلة؛ (4) يحتاج إلى اجتياز معايير المراجعة المقابلة. هناك شرطان لشريحة القياس: (1) أن تلبي معيار إدارة جودة سلسلة التوريد الخالية من الفشل IATF 16949؛ (2) تلبية معايير موثوقية AEC التي تدفعها صناعة السيارات في أمريكا الشمالية. نظرًا لدورة التصميم الطويلة والعوائق التقنية العالية، فإن صناعة شرائح السيارات بأكملها تحتكرها الشركات الأجنبية العملاقة، مثل Infineon وRenesas، التي تركز على قطاعات السوق الخاصة بشرائح السيارات المتطورة. وفي الوقت نفسه، ظهرت العشرات من شركات تصميم الرقائق في الصين لتصبح موردة للرقائق الإلكترونية للسيارات، بأنواع تتراوح بين مساعدة السائق والتحكم المركزي وإدارة البطارية وأجهزة استشعار الصور ومعالجات الإشارات [4]. وتشارك شركات السيارات التقليدية الدولية، مثل تويوتا وفورد وفولكس فاجن، بنشاط في البحث وتطوير الرقائق الإلكترونية للسيارات. وتشارك بعض شركات السيارات الرئيسية في الصين أيضًا في البحث وتطوير الرقائق، مثل BYD وSAIC، التي تشارك في أبحاث وتطوير الرقائق بأشكال مختلفة وتحتضن الثورة الجديدة في صناعة شرائح السيارات. ومن الأسهل عليهم الجمع بين سيناريوهات التطبيق الخاصة بهم والموارد المالية لتعزيز الإدخال السريع لتصميم الرقائق. أطلقت شركة تسلا، ممثلة بالطاقة الجديدة، شرائح FSD، وبدأت المنافسة حول القيادة الأوتوماتيكية عالية المستوى. لقد تسارعت صناعة السيارات في عصر الذكاء. من خلال الجمع بين السوق الضخم لرقائق قياس السيارات، وفقًا لخصائص التطبيق والمتطلبات القياسية لدخول هذا المجال، ستركز هذه الورقة على مناقشة شروط التحقق الخاصة بمعايير الموثوقية IATF 16949 وAEC لدخول هذا المجال. من خلال اختبار فحص التقادم وتحليل السبب الجذري للرقائق الفاشلة، يمكن ضمان موثوقية رقائق قياس السيارة لتحقيق هدف عدم الفشل. أخيرًا، تتطلع إلى توحيد مواصفات التحقق لرقاقة قياس السيارة، والتحقق الشامل من الموثوقية، واختبار فحص الشيخوخة الفعال، وتحليل الفشل المهني.
1 التحقق ذو الصلة من شريحة القياس 1.1 IATF16949
في صناعة السيارات، تتمتع أنشطة شهادات الجودة بمعايير ومتطلبات شهادات الصناعة الخاصة بها في جميع أنحاء العالم، مثل معيار VDA6.1 لصناعة السيارات الألمانية، ومعيار EAQF في فرنسا، ومعيار AVSQ في إيطاليا، ومعيار QS-9000 في صناعة السيارات. الولايات المتحدة. تعاونت فرقة العمل الدولية للسيارات (IATF)، التي تأسست في عام 1997، مع المنظمة الدولية للمعايير (ISO/TC 176) لتحقيق معيار نظام جودة عالمي موحد وإصدار الشهادات لصناعة السيارات. استنادًا إلى معايير صناعة السيارات الوطنية، تمت صياغة IATF16949 وتقديمه في عام 1999. IATF 16949 هو أحدث معيار لنظام إدارة الجودة [5]. IATF16949 هي مجموعة سيارات دولية تركز على العملاء وتأخذ في الاعتبار متطلباتها الخاصة. في ضوء بعض القضايا التي أولتها صناعة السيارات اهتمامًا وثيقًا في السنوات الأخيرة، مثل سلامة السيارات، تمت إضافة بنود جديدة إلى المعيار [6,7،XNUMX]. ينطبق IATF16949 على شركات تصنيع السيارات وموردي قطع الغيار المباشرين لهم. ترتبط هذه الشركات المصنعة ارتباطًا مباشرًا بإنتاج السيارات، والتي يمكنها معالجة أنشطة التصنيع وإضافة قيمة إلى منتجاتها من خلال هذه الأنشطة. على سبيل المثال، في سلسلة صناعة الرقائق بأكملها، تحتاج مصانع الرقاقات ومصانع التعبئة والتغليف إلى تصنيع رقائق السيارات بما يتوافق بشكل صارم مع معيار IATF16949. وتلك الوحدات التي لديها وظائف دعم فقط، مثل مراكز التصميم والتوزيع، لا تحتاج إلى الحصول على هذه الشهادة [8].
1.2 شهادة معايير AEC
AEC: تم إنشاء مجلس إلكترونيات السيارات في عام 1994 من قبل ثلاث شركات سيارات في أمريكا الشمالية (كرايسلر وفورد وجنرال موتورز) لوضع مجموعة من معايير نظام الجودة العامة [9]. وضعت شركة AEC معايير مراقبة جودة المنتج، وعززت تنفيذ عالمية قطع غيار السيارات، ووضعت أساسًا جيدًا للتطور السريع للسوق. تشمل مواصفاتها بشكل أساسي AEC-Q100 (دائرة متكاملة IC)، وAEC-Q101 (مكون منفصل)، وAEC-Q102 (LED كهروضوئي منفصل)، وAEC-Q104 (مكون متعدد الرقائق)، وAEC-Q200 (مكون سلبي). من بينها، AEC-Q100 عبارة عن مواصفات التحقق للدوائر المتكاملة IC. والغرض منه هو تحديد جودة وموثوقية الأجهزة التي يمكنها تلبية متطلبات معينة من خلال اختبار التحمل في التطبيق [10].
1.2.1تصميم شريحة قياس السيارة
من وظيفة استخدام المنتج، وظروف العمل (الجهد، ونطاق التردد، وما إلى ذلك)، وتكنولوجيا مكتبة تصميم الخلايا المستخدمة في الشريحة، يتم تحديد مبدأ تصميم الدائرة لتلبية متطلبات شريحة قياس السيارة. يمكن لعملية التنفيذ تحديد أوضاع الفشل المحتملة وتأثيرها على النظام والعملاء وتحديد مدى خطورتها وأسبابها المحتملة. بالنظر إلى تصميم التكرار، يمكن لهذا التصميم تجنب الأخطاء المحتملة في الاحتفاظ بالبيانات في شكل رموز تصحيح الأخطاء واستبدال الوحدات المعيبة. إنشاء آلية اختبار ذاتي، وإضافة بعض عقد المسار في الدائرة للاختبار خلال وقت اختبار معقول للرقاقة، واكتشاف الوحدات المعيبة في الوقت المناسب، وإجراء المعالجة ذات الصلة لتقليل التأثير الناجم عن تقلبات العملية. في مرحلة تصميم الرقاقة، يجب أن نبدأ في النظر في تجربة موثوقية الرقاقة. يمكن أن يؤدي استخدام أدوات التحليل والمحاكاة الهندسية بمساعدة الكمبيوتر إلى تحسين موثوقية المنتج في وقت أقصر. يتم استخدام أدوات مثل تحليل العناصر المحدودة والتحليل الحراري ونموذج التنبؤ بالموثوقية على نطاق واسع، بحيث تعمل شريحة قياس السيارة بشكل فعال على تحسين موثوقية الجهاز واستقراره في بداية التصميم.
1.2.2تصنيع الرقائق
تشمل الخطوات الرئيسية لتصنيع الرقاقات زرع الأيونات والطباعة الحجرية الضوئية والحفر والطلاء. في كل عملية، من الضروري معرفة المعلمات المثالية من خلال أدوات البحث والتحليل الإحصائي الرياضي، وذلك لتلبية متطلبات تحسين إنتاجية الرقاقة وجودتها. يمكن لمصنع Fab ضمان استقرار العملية من خلال الكشف عن معلمات الاختبار المحددة ورقم الشريحة والتردد والمعلومات الأخرى لكل عملية.
1.2.3اختبار الرقاقة
حاول تحقيق الحد الأقصى من تغطية الاختبار في وقت معقول وقم بفحص المنتجات المعيبة مسبقًا لتجنب تدفقها إلى العميل. إحدى الطرق المهمة لاختبار الشريحة بشكل أسرع وأكثر فعالية هي من خلال تصميم الاختبار الذاتي للرقاقة، والذي يمكن أن يقلل أيضًا من الاعتماد على موارد ATE الخارجية. يمكن أن يعتمد الإعداد القياسي لحدود الاختبار للمنتجات الجيدة على التوصيات الواردة في وثيقة AEC_Q004 ومعادلة معينة للانحراف المعياري للبيانات، وحدود بات الثابتة = المتوسط القوي زائد Mn؛ 6 سيجما قوية. من خلال تحليل البيانات الضخمة، يمكن التحكم في تقلبات العملية لضمان استقرار جودة المنتج. يمكن مراجعة هذه الطريقة وتحديثها بانتظام. فشل المنتج قبل الاستخدام هو العائد، وفشل المنتج أثناء الاستخدام هو الموثوقية، وبالتالي فإن اختبار الشريحة يرتبط ارتباطًا مباشرًا بموثوقية الشريحة. يتكون منحنى حوض الاستحمام من ثلاثة أجزاء: فترة الشيطان المبكرة، والفترة المستقرة، وفترة الخسارة. يعد اختبار الاحتراق خطوة مهمة في اختبار شرائح ATV (السيارات). وتتمثل وظيفتها الرئيسية في إزالة شرائح الفشل المبكر للمنتجات قبل شحن الشريحة لتحقيق موثوقية عالية للمستخدم. المرحلة المبكرة هي المرحلة ذات معدل الفشل المرتفع نسبيًا. عادة ما يكون سبب فشل الشريحة هو وجود عيوب أو مشاكل متأصلة في الشريحة، مثل عيوب التصميم أو عملية التصنيع غير الطبيعية أو العيوب الكامنة في المواد. ستؤدي هذه العيوب إلى فشل يتعلق بالوقت والضغط، وعادة ما يتميز معدل الفشل بـ Dppm. على وجه التحديد، يجب أن تخضع الشريحة لاختبار التقادم بنسبة 100% لفترة زمنية معينة، مثل تطبيق الجهد المتحيز ودرجة الحرارة المرتفعة، ثم يجب إجراء اختبار ATE العادي على الشاشة [11]. تمثل الفترة المستقرة في منحنى حوض الاستحمام (الشكل 1) أن معدل فشل الشريحة مستقر نسبيًا خلال فترة خدمتها، وعادةً ما يتم وصف فشلها من حيث FIT (الفشل في الوقت المناسب) أو MTBF (متوسط الوقت بين الفشل) ساعات. تشير مرحلة الخسارة إلى أن معدل فشل الشريحة يبدأ في الارتفاع بسبب فقدان الدائرة الداخلية للرقاقة، مما يعني أن الشريحة قد وصلت إلى الحد الأقصى لعمر الخدمة.
AEC-Q100، باعتباره معيار التحقق من الموثوقية الإلكترونية للسيارات، له الأغراض الرئيسية التالية: (1) لدى العملاء معايير ومواصفات مرجعية؛ (2) يمكن لمورد الشريحة إزالة الأخطاء المحتملة التي قد تكون موجودة في الشريحة. يوضح الجدول 1 أن AEC-Q100 مقسم إلى درجات مختلفة للمنتج وفقًا لدرجة حرارة بيئة العمل الخاصة بالجهاز، والتي ترتبط بالتطبيق المحدد للرقاقة. نطاق درجة حرارة العمل لأعلى معايير الجودة صرامة هو -40 ~ 150 درجة مئوية. يحتاج المورد إلى تحسين تصميم المنتج بشكل مستمر، واعتماد عمليات تصنيع وتغليف متقدمة ومستقرة، واعتماد إجراءات اختبار صارمة لتلبية المتطلبات القياسية العالية لدرجة حرارة العمل وموثوقية رقائق قياس السيارة.
يحدد AEC-Q100 معايير التحقق والتحكم في البطاقة ذات الصلة التي تتطلبها الشريحة في مراحل مختلفة مثل التصميم والتصنيع والتعبئة والاختبار والإنتاج الضخم. ومن المحتوى، يتضمن تحديدًا 41 اختبارًا في 7 فئات، كما هو موضح في الشكل 2، وهو محتوى عملية التحقق ومواصفات AEC-Q100 Rev-H [12]. يمكن تقسيمها تقريبًا إلى: المجموعة أ (اختبار الإجهاد البيئي المتسارع)، المجموعة ب (اختبار الحياة العملية المتسارعة)، المجموعة ج (اختبار سلامة العبوة)، المجموعة د (اختبار موثوقية مستوى الرقاقة)، المجموعة هـ (اختبار التحقق الكهربائي)، المجموعة F (اختبار قابلية الشاشة) والمجموعة G (اختبار سلامة العبوة المختومة). في الوقت الحاضر، أصبح AEC-Q100 مواصفات مهمة لرقائق قياس السيارات. عادة، يحتاج موردو شرائح قياس السيارات إلى إكمال التحقق من مشاريعهم، ثم "الإعلان الذاتي" عن أن منتجاتهم قد اجتازت نتائج التحقق ذات الصلة. لن تقوم شركة AEC بمنح أي شهادة للموردين. ونظرًا لقلة عدد العينات، فإن هذه الاختبارات ضرورية وغير كافية، مما يعكس القيود المفروضة على هذه الطريقة. يمكن استخدام الاختبار لرفض قابلية استخدام الأجهزة، ولكن لا يمكن تحديد ما إذا كانت الرقائق المنتجة بكميات كبيرة تلبي معايير الاستخدام في سيناريوهات محددة. ولذلك، فإن اختبار فحص الشيخوخة لرقائق قياس السيارات ذات الإنتاج الضخم له أهمية خاصة، مما يجعل الرقائق المقدمة للعملاء في فترة مستقرة ويحسن موثوقية رقائق قياس السيارة. في الوقت نفسه، من خلال تحليل الفشل، من ناحية، يمكن تحديد السبب الجذري لفشل الشريحة، ويمكن اتخاذ التدابير المقابلة للقضاء على المشكلة؛ من ناحية أخرى، بهدف معالجة العيوب الكامنة، يمكننا تحسين وتشديد الاختبار لفحصها، وذلك لتحقيق هدف معدل الفشل الصفري لشريحة قياس السيارة. 2 فشل أشباه الموصلات أمر لا مفر منه في عملية البحث والإنتاج والاستخدام. من خلال تحليل الفشل المستهدف: (1) يمكن أن يساعد المصممين على اكتشاف العيوب في تصميم الشريحة، على سبيل المثال، يمكن التحقق من النتيجة عن طريق إصلاح دائرة FIB. (2) يمكننا اكتشاف العيوب الموجودة في عمليات التصنيع والتعبئة للرقاقة، ووضع خطط تحسين عملية. (3) تقييم صلاحية نواقل الاختبار المختلفة، وتوفير المكملات اللازمة لاختبار الإنتاج. يعتمد تحليل فشل الشريحة بشكل أساسي على العالم الجزئي، ومراقبته وتحليله من جوانب الكهرباء والفيزياء والكيمياء والمواد، ومعرفة أسباب فشل الشريحة في جوهرها [13]. وتظهر أدوات التحليل الرئيسية وطرق الاختبار في الشكل 3. إن تعقيد عملية أشباه الموصلات يزداد فأعلى، الأمر الذي يجلب أيضًا المزيد من الصعوبات في تحليل الفشل. على سبيل المثال، يتطلب تقليل عرض الخط دقة أعلى للمجهر الإلكتروني، كما أن تقليل تباعد الطبقة المعدنية يزيد من صعوبة إعداد العينة. من خلال ظاهرة الفشل، جنبًا إلى جنب مع تصميم الشريحة ومبدأ العمل، يمكن إتقان المعلومات والبيانات الدقيقة للرقاقة، بحيث يمكن إجراء التحليل والحكم الصحيح. يمكن تقسيم آلية فشل رقائق أشباه الموصلات العامة بعد الاستخدام إلى الفئات التالية [14]. (1) هناك عيوب في تصميم الشريحة، مما يعكس بشكل أساسي عدم إمكانية تحقيق وظيفة الشريحة. (2) الإخفاقات ذات الصلة بالوجود، مثل عيوب المواد شبه الموصلة أو مشاكل الركيزة نفسها المستخدمة في التعبئة والتغليف. (3) الفشل الناجم عن تقلبات العملية. ① الأعطال ذات الصلة بالطبقة العازلة للرقاقة، مثل أكسيد البوابة والطبقة العازلة بين المعادن والعيوب الأخرى؛ ② هناك عيوب بين ركيزة السيليكون وواجهة SiO2، مثل الخلع؛ ③ التآكل المعدني لطبقة التوصيل البيني المعدنية في الطرف الخلفي للرقاقة الناجم عن الهجرة الكهربائية للمعادن أو التلوث المحتوي على الهالوجين والهاليد؛ ④ ماس كهربائى أو دائرة مفتوحة ناتجة عن اتصال الدبوس الناتج عن معلمات عملية التغليف غير المعقولة. (4) يرجع الفشل الناتج عن الاختبار بشكل أساسي إلى الإفراط في قتل الشريحة الناتج عن الإعداد غير المعقول لجهد ناقل الاختبار.
تعد سلامة وموثوقية شريحة القياس هي الاعتبار الأساسي، وهو ما لا ينعكس فقط في مرحلة تصميم الشريحة وتطويرها، ولكنه مهم أيضًا بشكل خاص في فحص الاختبار والتحقق من الموثوقية. آفاق السوق الواسعة تجعل المزيد من موردي الرقائق يبدأون في دخول هذا المجال والانضمام إلى التخطيط الصناعي لرقائق قياس السيارات. بالإضافة إلى متطلبات معيار إدارة جودة سلسلة التوريد IATF16949 وموثوقية AEC-Q100، يجب تحسين العملية الحالية ونظام التحقق من رقاقة مقياس السيارة. (1) من الضروري للخبراء الفنيين (السيارة بأكملها، تصميم الرقائق، التصنيع، التعبئة والتغليف واختبار الرقائق، وما إلى ذلك) إنشاء مجموعة من المعايير الأكثر احترافية وموحدة وموجهة نحو التدفق لإنشاء نظام توحيد لرقائق قياس السيارة . (2) يجب أن يكون التحقق من موثوقية الرقاقة أكثر شمولاً، ويجب تصميم وتصنيع موثوقية المنتجات. (3) يجب أن يكون اختبار الشيخوخة أكثر كفاءة. يمكن لشريحة قياس السيارة إزالة أجهزة الفشل المبكر بنسبة 100٪ من التقادم، مما سيسلط الضوء على دور اختبار التقادم عندما تكون معلمة توزيع Weibull β أقل من 1، أي أن معدل الفشل المبكر يظهر اتجاهًا هبوطيًا كبيرًا. على أساس القضاء على الفشل المبكر للرقائق، كلما كان وقت اختبار الشيخوخة أقصر، كلما كان ذلك أفضل. (4) يحتاج تحليل السبب الجذري للرقاقة الفاشلة إلى تشكيل حلقة مغلقة. على وجه الخصوص، من الضروري معرفة الرقائق الفاشلة التي تم تفويتها لأن التحكم في البطاقة لمعلمات عملية التصنيع غير معقول أو أن تغطية الاختبار ليست شاملة بما فيه الكفاية، لأنها قد تؤدي إلى مشاكل في الدُفعات. تحتاج حالات الفشل المختلفة إلى جمع البيانات والتحليل الشامل من جوانب تصميم الرقائق، وتصنيع العمليات، واختبار العبوات، واستخدام الأجهزة، وما إلى ذلك، لمعرفة السبب الجذري للفشل ومن ثم تقديم التغذية الراجعة لتشكيل الحلول. في الوقت نفسه، يحتاج خط تصنيع الرقائق إلى تطبيق تقنيات مراقبة احترافية أكثر نشاطًا، مثل تقنية CPK وتقنية SPC وتقنية PPM، والتي يمكنها تحليل القدرة الإنتاجية واستقرار العملية والتنبؤ بها [15]. 4 الخاتمةفي العمل العملي، غالبًا ما تتم مواجهة مشكلات إعداد بيانات TSP وتصور بيانات TSP. استنادا إلى خبرة العمل العملية، تلخص هذه الورقة الطريقتين المذكورتين أعلاه لجعل تصور بيانات TSP لحل مشاكل معالجة بيانات TSP.
إخلاء المسؤولية: هذه المقالة مستنسخة من "أشباه الموصلات عبر الإنترنت". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، ولا تمثل آراء Sacco Micro والصناعة. إنه مخصص فقط لإعادة الطباعة والمشاركة لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة الطبع. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.
هاتف الشركة: +86-0755-83044319
فاكس/فاكس: +86-0755-83975897
بريد إلكتروني: 1615456225@qq.com
س: 3518641314 مدير لي
ف ف: 332496225 مدير تشيو
العنوان: الغرفة 809، المبنى C، مبنى Zhantao Technology، رقم 1079 شارع Minzhi، منطقة Longhua الجديدة، Shenzhen
التوصيات ذات الصلة
粤公网安备44030002007346号