Service-Hotline
Nachrichten
Nachrichten
Prozess und Ausblick für die Verifizierung von Fahrzeugchips
2022-03-17
1205
Die Analyse zeigt, dass mit der rasanten Entwicklung neuer Energie- und fahrerloser Autos die Funktion des Kfz-Messchips immer wichtiger wird, was eine wichtige Anwendungsrichtung der Chipindustrie darstellt. In diesem Artikel werden die relevanten Verifizierungsprozesse, Spezifikationen und Standards von Unternehmen für die Entwicklung integrierter Schaltkreise erläutert, die in den Bereich der Kfz-Messchips einsteigen, die relevante Zuverlässigkeitsüberprüfung und Fehleranalyse von Kfz-Messchips erläutert, das Null-Fehler-Ziel der Massenproduktion von Kfz-Messchips erörtert und Analysen durchgeführt die Probleme und Einschränkungen bei der Entwicklung inländischer Auto-Messchips und freut sich auf die Entwicklungsrichtung.
0 Einführung
Mit der tiefgreifenden Entwicklung der Automobilelektronik und den von der Automobilindustrie etablierten neuen vier Modernisierungen (Elektrifizierung, Vernetzung, Intelligenz und Sharing) ergeben sich neue Möglichkeiten für die Anwendung von Halbleiterchips im Automobilbereich. In den letzten Jahren hat sich die Nachfrage rasant entwickelt, was neue industrielle Veränderungen auf dem Automobilmarkt mit sich bringt. Machen Sie den Kfz-Messchip zu einer immer wichtigeren Rolle in Anwendungsbereichen wie Leistungssteuerung, Fahrwerkssteuerung und Infotainment [1]. In den letzten fünf Jahren betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des globalen Automobilhalbleitermarkts etwa 4.8 %, während die des chinesischen Automobilhalbleitermarkts 11.6 % betrug. Dies liegt vor allem daran, dass der Elektronisierungsgrad von Fahrzeugen mit neuer Energie immer höher wird, was zu einem erheblichen Anstieg der Nachfrage nach verschiedenen Automobilhalbleitern führt [2]. Nach der Prognose von Deloitte wird der Umsatz mit Automobilhalbleitern im Jahr 60 2022 Milliarden US-Dollar übersteigen [3], was sicherlich weitere Chiphersteller zur Teilnahme anziehen wird. Im Vergleich zu Chips für Unterhaltungselektronik sind Chips für Autoanzeigen anspruchsvoller. (1) Auto-Messchips liegen über den Verbraucher- und Industrie-Chipstandards; (2) Automesschips stellen strengere Anforderungen an die Arbeitsumgebung, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, EMV und schädliche Gaserosion, die je nach ihren unterschiedlichen Anwendungen unterschiedliche Anforderungen haben; (3) Die Entwicklung und Verifizierung von Kfz-Messchips ist teuer, weist einen hohen Schwellenwert und einen langen Zyklus auf; (4) Es muss die entsprechenden Prüfungsstandards erfüllen. Es gibt zwei Bedingungen für den Messchip: (1) Er erfüllt den Null-Fehler-Lieferketten-Qualitätsmanagementstandard IATF 16949; (2) Erfüllen Sie die von der nordamerikanischen Automobilindustrie geforderten AEC-Zuverlässigkeitsstandards. Aufgrund des langen Entwicklungszyklus und der hohen technischen Hürden wird die gesamte Automobilchipindustrie von ausländischen Giganten wie Infineon und Renesas monopolisiert, die sich auf die Marktsegmente der High-End-Automobilchips konzentrieren. Gleichzeitig sind in China Dutzende von Chipdesign-Unternehmen entstanden, die sich zu Zulieferern elektronischer Chips für die Automobilindustrie entwickelt haben, mit Typen wie Fahrerassistenz, Zentralsteuerung, Batteriemanagement, Bildsensoren und Signalprozessoren [4]. Internationale traditionelle Automobilunternehmen wie Toyota, Ford und Volkswagen sind aktiv an der Forschung und Entwicklung von elektronischen Chips für die Automobilindustrie beteiligt. Einige Mainstream-Automobilunternehmen in China sind ebenfalls an der Forschung und Entwicklung von Chips beteiligt, wie BYD und SAIC, die sich in verschiedenen Formen an der Chipforschung und -entwicklung beteiligen und die neue Revolution der Automobilchipindustrie begrüßen. Es fällt ihnen leichter, ihre eigenen Anwendungsszenarien und finanziellen Ressourcen zu kombinieren, um die schnelle Einführung des Chipdesigns voranzutreiben. Tesla, vertreten durch New Energy, hat FSD-Chips auf den Markt gebracht und ein Wettbewerb um automatisches Fahren auf hohem Niveau hat begonnen. Die Automobilindustrie ist in das Zeitalter der Intelligenz eingetreten. In Verbindung mit dem riesigen Markt für Kfz-Messchips, entsprechend seinen Anwendungsmerkmalen und den Standardanforderungen für den Einstieg in diesen Bereich, konzentriert sich dieses Dokument auf die Erörterung der Verifizierungsbedingungen der IATF 16949 und der AEC-Zuverlässigkeitsstandards für den Einstieg in diesen Bereich. Durch Alterungstests und Ursachenanalysen ausgefallener Chips kann die Zuverlässigkeit von Kfz-Messchips sichergestellt werden, um das Ziel von null Ausfällen zu erreichen. Schließlich freut es sich auf die Standardisierung der Verifizierungsspezifikation des Kfz-Messchips, die umfassende Zuverlässigkeitsüberprüfung, den effizienten Alterungs-Screening-Test und die professionelle Fehleranalyse.
1 Relevante Überprüfung des Messgerätchips 1.1 IATF16949
In der Automobilindustrie gibt es für Qualitätszertifizierungsaktivitäten in allen Teilen der Welt eigene Industriezertifizierungsstandards und -anforderungen, wie z. B. den VDA6.1-Standard der deutschen Automobilindustrie, den EAQF-Standard Frankreichs, den AVSQ-Standard Italiens und den QS-9000-Standard der Automobilindustrie Vereinigte Staaten. Die 1997 gegründete International Automobile Task Force (IATF) arbeitete mit der International Organization for Standardization (ISO/TC 176) zusammen, um einen einheitlichen globalen Qualitätssystemstandard und eine einheitliche Zertifizierung für die Automobilindustrie zu erreichen. Basierend auf den nationalen Standards der Automobilindustrie wurde 16949 IATF1999 formuliert und eingeführt. IATF 16949 ist der neueste Standard für Qualitätsmanagementsysteme [5]. IATF16949 ist ein internationaler Automobilkonzern, der kundenorientiert ist und seine besonderen Anforderungen berücksichtigt. Angesichts einiger Themen, denen die Automobilindustrie in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit gewidmet hat, wie beispielsweise der Automobilsicherheit, wurden neue Abschnitte in die Norm aufgenommen [6,7]. IATF16949 gilt für Automobilhersteller und deren direkte Teilelieferanten. Diese Hersteller stehen in direktem Zusammenhang mit der Automobilproduktion, die Fertigungsaktivitäten abwickeln und durch diese Aktivitäten einen Mehrwert für ihre Produkte schaffen kann. Beispielsweise müssen Waferfabriken und Verpackungsfabriken in der gesamten Chipindustrie Automobilchips in strikter Übereinstimmung mit dem IATF16949-Standard herstellen. Und diejenigen Einheiten, die nur unterstützende Funktionen haben, wie z. B. Design- und Vertriebszentren, müssen diese Zertifizierung nicht erhalten [8].
1.2 AEC-Standardzertifizierung
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council wurde 1994 von drei nordamerikanischen Automobilunternehmen (Chrysler, Ford und General Motors) gegründet, um eine Reihe allgemeiner Qualitätssystemstandards festzulegen [9]. AEC legte Standards für die Produktqualitätskontrolle fest, förderte die Umsetzung der Universalität von Autoteilen und legte eine gute Grundlage für die schnelle Entwicklung des Marktes. Zu den Spezifikationen gehören hauptsächlich AEC-Q100 (integrierter Schaltkreis-IC), AEC-Q101 (diskrete Komponente), AEC-Q102 (diskrete fotoelektrische LED), AEC-Q104 (Multi-Chip-Komponente) und AEC-Q200 (passive Komponente). Darunter ist AEC-Q100 eine Verifizierungsspezifikation für integrierte IC-Schaltkreise. Sein Zweck besteht darin, die Qualität und Zuverlässigkeit von Geräten zu bestimmen, die bestimmte Anforderungen durch Stresstests in der Anwendung erfüllen können [10].
1.2.1Auto-Messgerät-Chip-Design
Anhand der Nutzungsfunktion des Produkts, der Arbeitsbedingungen (Spannung, Frequenzbereich usw.) und der im Chip verwendeten Zellendesign-Bibliothekstechnologie wird das Prinzip des Schaltungsdesigns so bestimmt, dass es den Anforderungen des Kfz-Messchips entspricht. Der Implementierungsprozess kann potenzielle Fehlerarten und deren Auswirkungen auf das System und die Kunden identifizieren sowie deren Schwere und mögliche Ursachen bestimmen. Unter Berücksichtigung des Redundanzdesigns kann dieses Design potenzielle Datenaufbewahrungsfehler in Form von Fehlerkorrekturcodes vermeiden und defekte Einheiten ersetzen. Richten Sie einen Selbsttestmechanismus ein, fügen Sie der Schaltung einige Pfadknoten zum Testen innerhalb einer angemessenen Testzeit des Chips hinzu, ermitteln Sie rechtzeitig die defekten Einheiten und führen Sie eine entsprechende Behandlung durch, um den Einfluss von Prozessschwankungen zu verringern. In der Phase des Chipdesigns sollten wir damit beginnen, das Experiment zur Chipzuverlässigkeit in Betracht zu ziehen. Der Einsatz computergestützter technischer Analyse- und Simulationstools kann die Produktzuverlässigkeit in kürzerer Zeit verbessern. Werkzeuge wie Finite-Elemente-Analyse, thermische Analyse und Zuverlässigkeitsvorhersagemodelle werden immer häufiger eingesetzt, sodass der Kfz-Messchip die Zuverlässigkeit und Stabilität des Geräts zu Beginn des Entwurfs aktiv verbessert.
1.2.2Chipherstellung
Zu den Hauptschritten der Waferherstellung gehören Ionenimplantation, Fotolithographie, Ätzen und Beschichten. In jedem Prozess ist es notwendig, mithilfe mathematisch-statistischer Forschungs- und Analysetools die optimalen Parameter herauszufinden, um den Anforderungen einer Verbesserung der Chipausbeute und -qualität gerecht zu werden. Fab Factory kann die Stabilität des Prozesses sicherstellen, indem es die spezifischen Testparameter, die Chipnummer, die Frequenz und andere Informationen jedes Prozesses erkennt.
1.2.3Chiptests
Versuchen Sie, in angemessener Zeit die maximale Testabdeckung zu erreichen und die fehlerhaften Produkte im Voraus auszusortieren, um eine Weiterleitung an den Kunden zu vermeiden. Eine wichtige Möglichkeit, den Chip schneller und effektiver zu testen, ist das Selbsttestdesign des Chips, das auch die Abhängigkeit von externen ATE-Ressourcen verringern kann. Die Standardeinstellung von Testgrenzen für gute Produkte kann auf den Empfehlungen im AEC_Q004-Dokument und einer bestimmten Formel der Standardabweichung der Daten basieren, statische Testgrenzen = robuster Mittelwert & plus Mn; 6 Robustes Sigma。 Durch Big-Data-Analyse können Prozessschwankungen kontrolliert werden, um die Stabilität der Produktqualität sicherzustellen. Diese Methode kann regelmäßig überprüft und aktualisiert werden. Der Ausfall des Produkts vor der Verwendung ist die Ausbeute, und der Ausfall des Produkts während der Verwendung ist die Zuverlässigkeit, sodass das Testen des Chips in direktem Zusammenhang mit der Zuverlässigkeit des Chips steht. Die Badewannenkurve besteht aus drei Teilen: der frühen Dämonenperiode, der stabilen Periode und der Verlustperiode. Der Burn-In-Test ist ein wichtiger Schritt beim ATV-Chiptest (Automotive). Seine Hauptfunktion besteht darin, früh ausgefallene Chips von Produkten zu entfernen, bevor der Chip versendet wird, um eine hohe Zuverlässigkeit des Benutzers zu erreichen. Das Frühstadium ist das Stadium mit einer relativ hohen Ausfallrate. Der Chipausfall wird normalerweise durch inhärente Defekte oder Probleme des Chips verursacht, wie z. B. Konstruktionsfehler, abnormale Herstellungsprozesse oder inhärente Materialfehler. Diese Mängel führen zu zeit- und stressbedingten Ausfällen, und die Ausfallrate wird normalerweise durch Dppm charakterisiert. Insbesondere sollte der Chip für einen bestimmten Zeitraum einem 100-prozentigen Alterungstest unterzogen werden, z. B. durch Anlegen einer Vorspannung und hoher Temperatur, und anschließend sollte der normale ATE-Test zum Screening durchgeführt werden [11]. Die stabile Periode in der Badewannenkurve (Abbildung 1) stellt dar, dass die Ausfallrate des Chips während seiner Lebensdauer relativ stabil ist und sein Ausfall normalerweise als FIT (Failure in Time) oder MTBF (Mean Time Between Failure) beschrieben wird. Std. Die Verluststufe zeigt an, dass die Ausfallrate des Chips aufgrund des internen Schaltkreisverlusts des Chips zu steigen beginnt, was bedeutet, dass der Chip seine maximale Lebensdauer erreicht hat.
AEC-Q100 dient als Standard für die elektronische Zuverlässigkeitsüberprüfung von Automobilen den folgenden Hauptzwecken: (1) Kunden verfügen über Standards und Spezifikationen als Referenz; (2) Der Chiplieferant kann mögliche Fehler im Chip beseitigen. Tabelle 1 zeigt, dass AEC-Q100 entsprechend der Arbeitsumgebungstemperatur des Geräts, die mit der spezifischen Anwendung des Chips zusammenhängt, in verschiedene Produktklassen unterteilt wird. Der Arbeitstemperaturbereich der strengsten Norm liegt zwischen -40 und 150 °C. Der Zulieferer muss das Produktdesign kontinuierlich optimieren, fortschrittliche und stabile Herstellungs- und Verpackungsprozesse einführen und strenge Testverfahren einführen, um die hohen Standardanforderungen an Arbeitstemperatur und Zuverlässigkeit von Kfz-Messchips zu erfüllen.
Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Messchips stehen im Vordergrund, was sich nicht nur in der Chip-Design- und Entwicklungsphase widerspiegelt, sondern auch besonders wichtig bei der Testprüfung und Zuverlässigkeitsüberprüfung ist. Seine breiten Marktaussichten veranlassen mehr Chiplieferanten, in dieses Feld einzusteigen und sich der industriellen Planung von Kfz-Messchips anzuschließen. In Kombination mit den Anforderungen des Lieferketten-Qualitätsmanagementstandards IATF16949 und der AEC-Q100-Zuverlässigkeit müssen der aktuelle Prozess und das System zur Chipüberprüfung von Kfz-Messgeräten verbessert werden. (1) Es ist notwendig, dass technische Experten (Gesamtfahrzeug, Chipdesign, Herstellung, Verpackung und Chipprüfung usw.) eine Reihe professionellerer, standardisierter und flussorientierter Standards für die Einrichtung eines Standardisierungssystems für Kfz-Messchips festlegen . (2) Die Überprüfung der Chipzuverlässigkeit muss umfassender sein und die Zuverlässigkeit von Produkten muss entworfen und hergestellt werden. (3) Der Alterungstest muss effizienter sein. Der Kfz-Messchip kann früh ausgefallene Geräte durch Alterung zu 100 % entfernen, was die Rolle des Alterungstests unterstreicht, wenn der Weibull-Verteilungsparameter β kleiner als 1 ist, d. h. die Frühausfallrate zeigt einen deutlichen Abwärtstrend. Unter der Prämisse, den frühen Ausfall von Chips zu verhindern, gilt: Je kürzer die Alterungstestzeit, desto besser. (4) Die Analyse der Grundursache des ausgefallenen Chips muss einen geschlossenen Kreislauf bilden. Insbesondere ist es notwendig, die ausgefallenen Chips herauszufinden, die übersehen wurden, weil die Kartensteuerung der Prozessfertigungsparameter unangemessen ist oder die Testabdeckung nicht umfassend genug ist, was zu Chargenproblemen führen kann. Verschiedene Fehlerfälle erfordern eine Datenerfassung und eine umfassende Analyse unter den Aspekten Chipdesign, Prozessherstellung, Gehäusetests, Geräteverwendung usw., um die Grundursache des Fehlers herauszufinden und dann Rückmeldungen zur Entwicklung von Lösungen zu geben. Gleichzeitig muss die Chip-Fertigungslinie aktivere professionelle Überwachungstechnologien wie CPK-Technologie, SPC-Technologie und PPM-Technologie einsetzen, die die Produktionskapazität und Prozessstabilität analysieren und vorhersagen können [15]. 4 FazitIn der praktischen Arbeit treten häufig Probleme bei der TSP-Datenaufbereitung und TSP-Datenvisualisierung auf. Basierend auf praktischer Arbeitserfahrung fasst dieses Papier die beiden oben genannten Methoden zur Visualisierung von TSP-Daten zusammen, um TSP-Datenverarbeitungsprobleme zu lösen.
0 Einführung
Mit der tiefgreifenden Entwicklung der Automobilelektronik und den von der Automobilindustrie etablierten neuen vier Modernisierungen (Elektrifizierung, Vernetzung, Intelligenz und Sharing) ergeben sich neue Möglichkeiten für die Anwendung von Halbleiterchips im Automobilbereich. In den letzten Jahren hat sich die Nachfrage rasant entwickelt, was neue industrielle Veränderungen auf dem Automobilmarkt mit sich bringt. Machen Sie den Kfz-Messchip zu einer immer wichtigeren Rolle in Anwendungsbereichen wie Leistungssteuerung, Fahrwerkssteuerung und Infotainment [1]. In den letzten fünf Jahren betrug die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des globalen Automobilhalbleitermarkts etwa 4.8 %, während die des chinesischen Automobilhalbleitermarkts 11.6 % betrug. Dies liegt vor allem daran, dass der Elektronisierungsgrad von Fahrzeugen mit neuer Energie immer höher wird, was zu einem erheblichen Anstieg der Nachfrage nach verschiedenen Automobilhalbleitern führt [2]. Nach der Prognose von Deloitte wird der Umsatz mit Automobilhalbleitern im Jahr 60 2022 Milliarden US-Dollar übersteigen [3], was sicherlich weitere Chiphersteller zur Teilnahme anziehen wird. Im Vergleich zu Chips für Unterhaltungselektronik sind Chips für Autoanzeigen anspruchsvoller. (1) Auto-Messchips liegen über den Verbraucher- und Industrie-Chipstandards; (2) Automesschips stellen strengere Anforderungen an die Arbeitsumgebung, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, EMV und schädliche Gaserosion, die je nach ihren unterschiedlichen Anwendungen unterschiedliche Anforderungen haben; (3) Die Entwicklung und Verifizierung von Kfz-Messchips ist teuer, weist einen hohen Schwellenwert und einen langen Zyklus auf; (4) Es muss die entsprechenden Prüfungsstandards erfüllen. Es gibt zwei Bedingungen für den Messchip: (1) Er erfüllt den Null-Fehler-Lieferketten-Qualitätsmanagementstandard IATF 16949; (2) Erfüllen Sie die von der nordamerikanischen Automobilindustrie geforderten AEC-Zuverlässigkeitsstandards. Aufgrund des langen Entwicklungszyklus und der hohen technischen Hürden wird die gesamte Automobilchipindustrie von ausländischen Giganten wie Infineon und Renesas monopolisiert, die sich auf die Marktsegmente der High-End-Automobilchips konzentrieren. Gleichzeitig sind in China Dutzende von Chipdesign-Unternehmen entstanden, die sich zu Zulieferern elektronischer Chips für die Automobilindustrie entwickelt haben, mit Typen wie Fahrerassistenz, Zentralsteuerung, Batteriemanagement, Bildsensoren und Signalprozessoren [4]. Internationale traditionelle Automobilunternehmen wie Toyota, Ford und Volkswagen sind aktiv an der Forschung und Entwicklung von elektronischen Chips für die Automobilindustrie beteiligt. Einige Mainstream-Automobilunternehmen in China sind ebenfalls an der Forschung und Entwicklung von Chips beteiligt, wie BYD und SAIC, die sich in verschiedenen Formen an der Chipforschung und -entwicklung beteiligen und die neue Revolution der Automobilchipindustrie begrüßen. Es fällt ihnen leichter, ihre eigenen Anwendungsszenarien und finanziellen Ressourcen zu kombinieren, um die schnelle Einführung des Chipdesigns voranzutreiben. Tesla, vertreten durch New Energy, hat FSD-Chips auf den Markt gebracht und ein Wettbewerb um automatisches Fahren auf hohem Niveau hat begonnen. Die Automobilindustrie ist in das Zeitalter der Intelligenz eingetreten. In Verbindung mit dem riesigen Markt für Kfz-Messchips, entsprechend seinen Anwendungsmerkmalen und den Standardanforderungen für den Einstieg in diesen Bereich, konzentriert sich dieses Dokument auf die Erörterung der Verifizierungsbedingungen der IATF 16949 und der AEC-Zuverlässigkeitsstandards für den Einstieg in diesen Bereich. Durch Alterungstests und Ursachenanalysen ausgefallener Chips kann die Zuverlässigkeit von Kfz-Messchips sichergestellt werden, um das Ziel von null Ausfällen zu erreichen. Schließlich freut es sich auf die Standardisierung der Verifizierungsspezifikation des Kfz-Messchips, die umfassende Zuverlässigkeitsüberprüfung, den effizienten Alterungs-Screening-Test und die professionelle Fehleranalyse.
1 Relevante Überprüfung des Messgerätchips 1.1 IATF16949
In der Automobilindustrie gibt es für Qualitätszertifizierungsaktivitäten in allen Teilen der Welt eigene Industriezertifizierungsstandards und -anforderungen, wie z. B. den VDA6.1-Standard der deutschen Automobilindustrie, den EAQF-Standard Frankreichs, den AVSQ-Standard Italiens und den QS-9000-Standard der Automobilindustrie Vereinigte Staaten. Die 1997 gegründete International Automobile Task Force (IATF) arbeitete mit der International Organization for Standardization (ISO/TC 176) zusammen, um einen einheitlichen globalen Qualitätssystemstandard und eine einheitliche Zertifizierung für die Automobilindustrie zu erreichen. Basierend auf den nationalen Standards der Automobilindustrie wurde 16949 IATF1999 formuliert und eingeführt. IATF 16949 ist der neueste Standard für Qualitätsmanagementsysteme [5]. IATF16949 ist ein internationaler Automobilkonzern, der kundenorientiert ist und seine besonderen Anforderungen berücksichtigt. Angesichts einiger Themen, denen die Automobilindustrie in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit gewidmet hat, wie beispielsweise der Automobilsicherheit, wurden neue Abschnitte in die Norm aufgenommen [6,7]. IATF16949 gilt für Automobilhersteller und deren direkte Teilelieferanten. Diese Hersteller stehen in direktem Zusammenhang mit der Automobilproduktion, die Fertigungsaktivitäten abwickeln und durch diese Aktivitäten einen Mehrwert für ihre Produkte schaffen kann. Beispielsweise müssen Waferfabriken und Verpackungsfabriken in der gesamten Chipindustrie Automobilchips in strikter Übereinstimmung mit dem IATF16949-Standard herstellen. Und diejenigen Einheiten, die nur unterstützende Funktionen haben, wie z. B. Design- und Vertriebszentren, müssen diese Zertifizierung nicht erhalten [8].
1.2 AEC-Standardzertifizierung
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council wurde 1994 von drei nordamerikanischen Automobilunternehmen (Chrysler, Ford und General Motors) gegründet, um eine Reihe allgemeiner Qualitätssystemstandards festzulegen [9]. AEC legte Standards für die Produktqualitätskontrolle fest, förderte die Umsetzung der Universalität von Autoteilen und legte eine gute Grundlage für die schnelle Entwicklung des Marktes. Zu den Spezifikationen gehören hauptsächlich AEC-Q100 (integrierter Schaltkreis-IC), AEC-Q101 (diskrete Komponente), AEC-Q102 (diskrete fotoelektrische LED), AEC-Q104 (Multi-Chip-Komponente) und AEC-Q200 (passive Komponente). Darunter ist AEC-Q100 eine Verifizierungsspezifikation für integrierte IC-Schaltkreise. Sein Zweck besteht darin, die Qualität und Zuverlässigkeit von Geräten zu bestimmen, die bestimmte Anforderungen durch Stresstests in der Anwendung erfüllen können [10].
1.2.1Auto-Messgerät-Chip-Design
Anhand der Nutzungsfunktion des Produkts, der Arbeitsbedingungen (Spannung, Frequenzbereich usw.) und der im Chip verwendeten Zellendesign-Bibliothekstechnologie wird das Prinzip des Schaltungsdesigns so bestimmt, dass es den Anforderungen des Kfz-Messchips entspricht. Der Implementierungsprozess kann potenzielle Fehlerarten und deren Auswirkungen auf das System und die Kunden identifizieren sowie deren Schwere und mögliche Ursachen bestimmen. Unter Berücksichtigung des Redundanzdesigns kann dieses Design potenzielle Datenaufbewahrungsfehler in Form von Fehlerkorrekturcodes vermeiden und defekte Einheiten ersetzen. Richten Sie einen Selbsttestmechanismus ein, fügen Sie der Schaltung einige Pfadknoten zum Testen innerhalb einer angemessenen Testzeit des Chips hinzu, ermitteln Sie rechtzeitig die defekten Einheiten und führen Sie eine entsprechende Behandlung durch, um den Einfluss von Prozessschwankungen zu verringern. In der Phase des Chipdesigns sollten wir damit beginnen, das Experiment zur Chipzuverlässigkeit in Betracht zu ziehen. Der Einsatz computergestützter technischer Analyse- und Simulationstools kann die Produktzuverlässigkeit in kürzerer Zeit verbessern. Werkzeuge wie Finite-Elemente-Analyse, thermische Analyse und Zuverlässigkeitsvorhersagemodelle werden immer häufiger eingesetzt, sodass der Kfz-Messchip die Zuverlässigkeit und Stabilität des Geräts zu Beginn des Entwurfs aktiv verbessert.
1.2.2Chipherstellung
Zu den Hauptschritten der Waferherstellung gehören Ionenimplantation, Fotolithographie, Ätzen und Beschichten. In jedem Prozess ist es notwendig, mithilfe mathematisch-statistischer Forschungs- und Analysetools die optimalen Parameter herauszufinden, um den Anforderungen einer Verbesserung der Chipausbeute und -qualität gerecht zu werden. Fab Factory kann die Stabilität des Prozesses sicherstellen, indem es die spezifischen Testparameter, die Chipnummer, die Frequenz und andere Informationen jedes Prozesses erkennt.
1.2.3Chiptests
Versuchen Sie, in angemessener Zeit die maximale Testabdeckung zu erreichen und die fehlerhaften Produkte im Voraus auszusortieren, um eine Weiterleitung an den Kunden zu vermeiden. Eine wichtige Möglichkeit, den Chip schneller und effektiver zu testen, ist das Selbsttestdesign des Chips, das auch die Abhängigkeit von externen ATE-Ressourcen verringern kann. Die Standardeinstellung von Testgrenzen für gute Produkte kann auf den Empfehlungen im AEC_Q004-Dokument und einer bestimmten Formel der Standardabweichung der Daten basieren, statische Testgrenzen = robuster Mittelwert & plus Mn; 6 Robustes Sigma。 Durch Big-Data-Analyse können Prozessschwankungen kontrolliert werden, um die Stabilität der Produktqualität sicherzustellen. Diese Methode kann regelmäßig überprüft und aktualisiert werden. Der Ausfall des Produkts vor der Verwendung ist die Ausbeute, und der Ausfall des Produkts während der Verwendung ist die Zuverlässigkeit, sodass das Testen des Chips in direktem Zusammenhang mit der Zuverlässigkeit des Chips steht. Die Badewannenkurve besteht aus drei Teilen: der frühen Dämonenperiode, der stabilen Periode und der Verlustperiode. Der Burn-In-Test ist ein wichtiger Schritt beim ATV-Chiptest (Automotive). Seine Hauptfunktion besteht darin, früh ausgefallene Chips von Produkten zu entfernen, bevor der Chip versendet wird, um eine hohe Zuverlässigkeit des Benutzers zu erreichen. Das Frühstadium ist das Stadium mit einer relativ hohen Ausfallrate. Der Chipausfall wird normalerweise durch inhärente Defekte oder Probleme des Chips verursacht, wie z. B. Konstruktionsfehler, abnormale Herstellungsprozesse oder inhärente Materialfehler. Diese Mängel führen zu zeit- und stressbedingten Ausfällen, und die Ausfallrate wird normalerweise durch Dppm charakterisiert. Insbesondere sollte der Chip für einen bestimmten Zeitraum einem 100-prozentigen Alterungstest unterzogen werden, z. B. durch Anlegen einer Vorspannung und hoher Temperatur, und anschließend sollte der normale ATE-Test zum Screening durchgeführt werden [11]. Die stabile Periode in der Badewannenkurve (Abbildung 1) stellt dar, dass die Ausfallrate des Chips während seiner Lebensdauer relativ stabil ist und sein Ausfall normalerweise als FIT (Failure in Time) oder MTBF (Mean Time Between Failure) beschrieben wird. Std. Die Verluststufe zeigt an, dass die Ausfallrate des Chips aufgrund des internen Schaltkreisverlusts des Chips zu steigen beginnt, was bedeutet, dass der Chip seine maximale Lebensdauer erreicht hat.
AEC-Q100 dient als Standard für die elektronische Zuverlässigkeitsüberprüfung von Automobilen den folgenden Hauptzwecken: (1) Kunden verfügen über Standards und Spezifikationen als Referenz; (2) Der Chiplieferant kann mögliche Fehler im Chip beseitigen. Tabelle 1 zeigt, dass AEC-Q100 entsprechend der Arbeitsumgebungstemperatur des Geräts, die mit der spezifischen Anwendung des Chips zusammenhängt, in verschiedene Produktklassen unterteilt wird. Der Arbeitstemperaturbereich der strengsten Norm liegt zwischen -40 und 150 °C. Der Zulieferer muss das Produktdesign kontinuierlich optimieren, fortschrittliche und stabile Herstellungs- und Verpackungsprozesse einführen und strenge Testverfahren einführen, um die hohen Standardanforderungen an Arbeitstemperatur und Zuverlässigkeit von Kfz-Messchips zu erfüllen.
AEC-Q100 definiert die Verifizierungs- und zugehörigen Kartenkontrollstandards, die der Chip in verschiedenen Phasen wie Design, Herstellung, Verpackung, Prüfung und Massenproduktion benötigt. Inhaltlich umfasst es insbesondere 41 Tests in 7 Kategorien, wie in Abbildung 2 dargestellt, die den Verifizierungsprozess und den Spezifikationsinhalt von AEC-Q100 Rev-H darstellt [12]. Es kann grob unterteilt werden in: Gruppe A (beschleunigter Umweltstresstest), Gruppe B (beschleunigter Lebensdauertest), Gruppe C (Paketintegritätstest), Gruppe D (Zuverlässigkeitstest auf Wafer-Ebene), Gruppe E (elektrischer Verifizierungstest), Gruppe F (Screenability-Test) und Gruppe G (Integritätstest versiegelter Verpackung). Derzeit ist AEC-Q100 zu einer wichtigen Spezifikation für Kfz-Messchips geworden. Normalerweise müssen Zulieferer von Kfz-Messchips die Verifizierung ihrer Projekte abschließen und dann „selbst erklären“, dass ihre Produkte die entsprechenden Verifizierungsergebnisse bestanden haben. AEC stellt Lieferanten keine Zertifizierung aus. Aufgrund der geringen Probenanzahl sind diese Tests notwendig, aber unzureichend, was die Grenzen dieser Methode widerspiegelt. Der Test kann verwendet werden, um die Benutzerfreundlichkeit von Geräten zu verneinen, es kann jedoch nicht festgestellt werden, dass in Massenproduktion hergestellte Chips die Verwendungsstandards in bestimmten Szenarien erfüllen. Daher ist der Alterungs-Screening-Test von massenproduzierten Auto-Messchips besonders wichtig, um die den Kunden zur Verfügung gestellten Chips in einem stabilen Zeitraum zu halten und die Zuverlässigkeit der Auto-Messchips zu verbessern. Gleichzeitig kann durch die Fehleranalyse einerseits die Ursache des Chipausfalls identifiziert und entsprechende Maßnahmen zur Behebung des Problems ergriffen werden; Andererseits können wir, indem wir auf die inhärenten Fehler abzielen, den Test optimieren und verschärfen, um sie auszusortieren, um so das Ziel einer Null-Fehlerrate des Kfz-Messchips zu erreichen. 2 Ausfälle von Halbleitern sind im Forschungs-, Produktions- und Nutzungsprozess unvermeidlich. Durch gezielte Fehleranalyse: (1) Sie kann Designern dabei helfen, Fehler im Chipdesign herauszufinden. Das Ergebnis kann beispielsweise durch FIB-Schaltkreisreparatur überprüft werden. (2) Wir können die Mängel in den Herstellungs- und Verpackungsprozessen des Chips herausfinden und praktische Verbesserungspläne vorschlagen. (3) Bewerten Sie die Gültigkeit verschiedener Testvektoren und stellen Sie die notwendige Ergänzung für den Produktionstest bereit. Die Fehleranalyse des Chips basiert hauptsächlich auf der Mikrowelt, der Beobachtung und Analyse unter den Gesichtspunkten Elektrizität, Physik, Chemie und Materialien sowie der Ermittlung der Ursachen für Chipfehler im Wesentlichen [13]. Die wichtigsten Analysewerkzeuge und Testmethoden sind in Abbildung 3 dargestellt. Die Komplexität von Halbleiterprozessen wird immer höher, was auch die Fehleranalyse schwieriger macht. Beispielsweise erfordert die Reduzierung der Linienbreite eine höhere Auflösung des Elektronenmikroskops, und die Reduzierung des Metallschichtabstands erhöht die Schwierigkeit der Probenvorbereitung. Durch das Fehlerphänomen können in Kombination mit dem Chipdesign und dem Funktionsprinzip genaue Informationen und Daten des Chips erfasst werden, sodass eine korrekte Analyse und Beurteilung erfolgen kann. Der Ausfallmechanismus allgemeiner Halbleiterchips nach Gebrauch kann in die folgenden Kategorien unterteilt werden [14]. (1) Es gibt Mängel im Chipdesign, die hauptsächlich darauf zurückzuführen sind, dass die Funktion des Chips nicht realisiert werden kann. (2) Die damit verbundenen Fehler der Ontologie, wie etwa Defekte von Halbleitermaterialien oder Probleme des Substrats selbst, das bei der Verpackung verwendet wird. (3) Fehler aufgrund von Prozessschwankungen. ① damit verbundene Ausfälle der dielektrischen Schicht des Chips, wie z. B. Gate-Oxid, intermetallische dielektrische Schicht und andere Defekte; ② Es gibt Defekte zwischen Siliziumsubstrat und SiO2-Grenzfläche, wie z. B. Versetzungen; ③ Metallkorrosion der Metallverbindungsschicht am hinteren Ende des Chips, verursacht durch Elektromigration von Metall oder Verschmutzung, die Halogene und Halogenide enthält; ④ Kurzschluss oder offener Stromkreis durch Pin-Verbindung, verursacht durch unangemessene Verpackungsprozessparameter. (4) Der durch den Test verursachte Fehler wird hauptsächlich durch den Overkill des Chips verursacht, der durch die unangemessene Einstellung der Testvektorspannung verursacht wird.
Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Messchips stehen im Vordergrund, was sich nicht nur in der Chip-Design- und Entwicklungsphase widerspiegelt, sondern auch besonders wichtig bei der Testprüfung und Zuverlässigkeitsüberprüfung ist. Seine breiten Marktaussichten veranlassen mehr Chiplieferanten, in dieses Feld einzusteigen und sich der industriellen Planung von Kfz-Messchips anzuschließen. In Kombination mit den Anforderungen des Lieferketten-Qualitätsmanagementstandards IATF16949 und der AEC-Q100-Zuverlässigkeit müssen der aktuelle Prozess und das System zur Chipüberprüfung von Kfz-Messgeräten verbessert werden. (1) Es ist notwendig, dass technische Experten (Gesamtfahrzeug, Chipdesign, Herstellung, Verpackung und Chipprüfung usw.) eine Reihe professionellerer, standardisierter und flussorientierter Standards für die Einrichtung eines Standardisierungssystems für Kfz-Messchips festlegen . (2) Die Überprüfung der Chipzuverlässigkeit muss umfassender sein und die Zuverlässigkeit von Produkten muss entworfen und hergestellt werden. (3) Der Alterungstest muss effizienter sein. Der Kfz-Messchip kann früh ausgefallene Geräte durch Alterung zu 100 % entfernen, was die Rolle des Alterungstests unterstreicht, wenn der Weibull-Verteilungsparameter β kleiner als 1 ist, d. h. die Frühausfallrate zeigt einen deutlichen Abwärtstrend. Unter der Prämisse, den frühen Ausfall von Chips zu verhindern, gilt: Je kürzer die Alterungstestzeit, desto besser. (4) Die Analyse der Grundursache des ausgefallenen Chips muss einen geschlossenen Kreislauf bilden. Insbesondere ist es notwendig, die ausgefallenen Chips herauszufinden, die übersehen wurden, weil die Kartensteuerung der Prozessfertigungsparameter unangemessen ist oder die Testabdeckung nicht umfassend genug ist, was zu Chargenproblemen führen kann. Verschiedene Fehlerfälle erfordern eine Datenerfassung und eine umfassende Analyse unter den Aspekten Chipdesign, Prozessherstellung, Gehäusetests, Geräteverwendung usw., um die Grundursache des Fehlers herauszufinden und dann Rückmeldungen zur Entwicklung von Lösungen zu geben. Gleichzeitig muss die Chip-Fertigungslinie aktivere professionelle Überwachungstechnologien wie CPK-Technologie, SPC-Technologie und PPM-Technologie einsetzen, die die Produktionskapazität und Prozessstabilität analysieren und vorhersagen können [15]. 4 FazitIn der praktischen Arbeit treten häufig Probleme bei der TSP-Datenaufbereitung und TSP-Datenvisualisierung auf. Basierend auf praktischer Arbeitserfahrung fasst dieses Papier die beiden oben genannten Methoden zur Visualisierung von TSP-Daten zusammen, um TSP-Datenverarbeitungsprobleme zu lösen.
Haftungsausschluss: Dieser Artikel ist eine Reproduktion von „Semiconductor Online“. Dieser Artikel gibt nur die persönlichen Ansichten des Autors wieder und gibt nicht die Ansichten von Sacco Micro und der Branche wieder. Es dient ausschließlich dem Nachdruck und der Weitergabe zur Unterstützung des Schutzes geistiger Eigentumsrechte. Bitte geben Sie beim Nachdruck die Originalquelle und den Autor an. Wenn ein Verstoß vorliegt, kontaktieren Sie uns bitte, um ihn zu löschen.
Firmentel.: +86-0755-83044319
Fax/Fax:+86-0755-83975897
E-Mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manager Li
QQ: 332496225 Manager Qiu
Adresse: Raum 809, Block C, Zhantao Technology Building, No.1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen
Verwandte Empfehlungen
Exklusivinterview mit Li Gang von Yunfan Ruida: Die Präzision von Millimeterwellen-Radarprodukten und die Wärme der Menschlichkeit
2026-07-22
3183
RF Passion, Craftsman's Journey: Over 30 Years of Steady Deadward Dedication — Interview with Kinghelm Chief Engineer Mr. Qin hongxiang
2026-06-26
3268
粤公网安备44030002007346号