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차량 칩 검증 프로세스 및 전망
2022-03-17
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분석에 따르면 신에너지 및 무인 자동차의 급속한 발전으로 자동차 게이지 칩의 기능이 점점 더 중요해지고 있으며 이는 칩 산업 응용의 중요한 방향입니다. 본 논문에서는 자동차 게이지 칩 분야에 진출하는 집적회로 설계 회사의 관련 검증 프로세스, 사양 및 표준, 자동차 게이지 칩 관련 신뢰성 검증 및 불량 분석을 설명하고, 자동차 게이지 칩 대량 생산의 불량률 제로 목표에 대해 논의하고, 분석한다. 국내 자동차 게이지 칩 개발의 문제점과 한계에 대해 알아보고, 발전 방향을 기대해 본다.
0 소개
자동차 전자 장치의 심층적인 개발과 자동차 산업이 확립한 새로운 4가지 현대화(전기화, 네트워킹, 지능 및 공유)를 통해 이는 자동차 분야에 반도체 칩을 적용할 수 있는 새로운 기회를 제공합니다. 최근에는 수요가 급속도로 발전하고 있으며, 이는 자동차 시장에 새로운 산업 변화를 가져오고 있습니다. 자동차 게이지 칩이 전력 제어, 섀시 제어 및 인포테인먼트와 같은 애플리케이션 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하도록 만듭니다[1]. 지난 4.8년간 세계 자동차 반도체 시장의 연평균 성장률은 약 11.6%인 반면, 중국 자동차 반도체 시장은 XNUMX%에 달한다. 이는 주로 신에너지 차량의 전자화 정도가 점점 더 높아지고 있으며, 이로 인해 다양한 자동차용 반도체 수요가 크게 증가하기 때문입니다[2]. Deloitte의 예측에 따르면 자동차용 반도체 매출은 60년에 2022억 달러를 초과할 것이며[3], 이는 더 많은 칩 제조업체의 참여를 유도할 것입니다. 소비자 전자 칩에 비해 자동차 게이지 칩은 더 까다롭습니다. (1) 자동차 게이지 칩은 소비자 및 산업용 칩 표준보다 높습니다. (2) 자동차 게이지 칩은 온도, 습도, EMC 및 유해 가스 침식과 같은 작업 환경에 대해 더 엄격한 요구 사항을 가지며 다양한 응용 분야에 따라 요구 사항이 다릅니다. (3) 자동차 게이지 칩의 개발 및 검증은 높은 임계값과 긴 주기로 인해 비용이 많이 듭니다. (4) 상응하는 감사기준을 통과해야 한다. 게이지 칩에는 두 가지 조건이 있습니다. (1) 무고장 공급망 품질 관리 표준 IATF 16949를 충족합니다. (2) 북미 자동차 산업이 추진하는 AEC 신뢰성 표준을 충족합니다. 긴 설계 주기와 높은 기술 장벽으로 인해 전체 자동차 칩 산업은 고급 자동차 칩 시장 부문에 초점을 맞춘 Infineon 및 Renesas와 같은 외국 대기업이 독점하고 있습니다. 동시에 수십 개의 칩 설계 회사가 중국에 등장하여 운전자 지원, 중앙 제어, 배터리 관리, 이미지 센서 및 신호 프로세서에 이르는 다양한 유형의 자동차 전자 칩 공급업체가 되었습니다[4]. Toyota, Ford, Volkswagen과 같은 국제 전통 자동차 회사는 자동차 전자 칩의 연구 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 중국의 일부 주류 자동차 회사들도 BYD 및 SAIC와 같은 칩 연구 개발에 참여하고 있으며, 이는 다양한 형태로 칩 연구 개발에 참여하고 자동차 칩 산업의 새로운 혁명을 수용합니다. 칩 설계의 신속한 도입을 촉진하기 위해 자체 애플리케이션 시나리오와 재정 자원을 결합하는 것이 더 쉽습니다. 신에너지로 대표되는 테슬라가 FSD 칩을 출시하며, 한 단계 높은 자율주행을 둘러싼 경쟁이 본격화됐다. 자동차 산업은 지능화 시대로 가속화됐다. 거대한 자동차 게이지 칩 시장과 결합하여, 이 분야에 진입하기 위한 응용 특성 및 표준 요구 사항에 따라 본 논문에서는 이 분야에 진입하기 위한 IATF 16949의 검증 조건 및 AEC 신뢰성 표준에 대해 논의하는 데 중점을 둘 것입니다. 노화 스크리닝 테스트와 불량 칩의 근본 원인 분석을 통해 자동차 게이지 칩의 신뢰성을 보장하여 불량 제로 목표를 달성할 수 있습니다. 마지막으로 자동차 게이지 칩의 검증 사양 표준화, 종합적인 신뢰성 검증, 효율적인 노화 스크리닝 테스트 및 전문적인 고장 분석을 기대합니다.
1 게이지 칩 1.1 IATF16949 관련 검증
자동차 산업에서 품질 인증 활동에는 독일 자동차 산업의 VDA6.1 표준, 프랑스의 EAQF 표준, 이탈리아의 AVSQ 표준 및 자동차 산업의 QS-9000 표준과 같이 세계 각지에서 자체 산업 인증 표준 및 요구 사항이 있습니다. 미국. 1997년에 설립된 IATF(국제 자동차 태스크 포스)는 국제 표준화 기구(ISO/TC 176)와 협력하여 자동차 산업에 대한 통일된 글로벌 품질 시스템 표준 및 인증을 달성했습니다. 국가 자동차 산업 표준을 기반으로 IATF16949가 1999년에 제정되어 도입되었습니다. IATF 16949는 최신 품질 경영 시스템 표준입니다[5]. IATF16949는 고객 지향적이고 특별한 요구 사항을 고려하는 국제 자동차 그룹입니다. 자동차 안전 등 최근 자동차 업계가 주목하고 있는 일부 문제를 고려하여 표준에 새로운 조항이 추가되었습니다[6,7]. IATF16949는 자동차 제조업체 및 직접 부품 공급업체에 적용됩니다. 이러한 제조업체는 자동차 생산과 직접적으로 관련되어 제조 활동을 처리하고 이러한 활동을 통해 제품에 가치를 더할 수 있습니다. 예를 들어, 전체 칩 산업 체인에서 웨이퍼 공장과 패키징 공장은 IATF16949 표준에 따라 자동차 칩을 엄격하게 제조해야 합니다. 그리고 디자인, 유통센터 등 지원 기능만 있는 부서는 이 인증을 받을 필요가 없다[8].
1.2 AEC 규격 인증
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council은 일련의 일반 품질 시스템 표준을 확립하기 위해 1994년 북미 자동차 회사 9개(Chrysler, Ford 및 General Motors)에 의해 설립되었습니다[XNUMX]. AEC는 제품 품질 관리 기준을 확립하고 자동차 부품의 보편화 구현을 촉진하며 빠른 시장 발전을 위한 좋은 기반을 마련했습니다. 해당 사양에는 주로 AEC-Q100(집적 회로 IC), AEC-Q101(개별 부품), AEC-Q102(개별 광전 LED), AEC-Q104(멀티 칩 구성 요소) 및 AEC-Q200(수동 부품)이 포함됩니다. 그 중 AEC-Q100은 IC 집적회로 검증 규격이다. 그 목적은 응용 분야의 스트레스 테스트를 통해 특정 요구 사항을 충족할 수 있는 장치의 품질과 신뢰성을 결정하는 것입니다[10].
1.2.1자동차 게이지 칩 디자인
제품의 사용 기능, 작동 조건(전압, 주파수 범위 등), 칩에 사용되는 셀 설계 라이브러리 기술을 통해 회로 설계 원리가 자동차 게이지 칩의 요구 사항을 충족하도록 결정됩니다. 구현 프로세스에서는 잠재적인 오류 모드와 시스템 및 고객에 대한 영향을 식별하고 심각도와 가능한 원인을 결정할 수 있습니다. 중복 설계를 고려한 이 설계는 오류 수정 코드 형태의 잠재적인 데이터 보존 오류를 방지하고 결함이 있는 장치를 교체할 수 있습니다. 자체 테스트 메커니즘을 구축하고 칩의 합리적인 테스트 시간을 통해 테스트용 회로에 일부 경로 노드를 추가하고 적시에 결함이 있는 장치를 찾아 관련 처리를 수행하여 프로세스 변동으로 인한 영향을 줄입니다. 칩 설계 단계에서는 칩 신뢰성 실험을 고려해야 합니다. 컴퓨터 지원 엔지니어링 분석 및 시뮬레이션 도구를 사용하면 더 짧은 시간에 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 유한 요소 분석, 열 분석, 신뢰성 예측 모델 등의 도구가 점점 더 광범위하게 사용되고 있으므로 자동차 게이지 칩은 설계 초기에 장치의 신뢰성과 안정성을 적극적으로 향상시킵니다.
1.2.2칩 제조
웨이퍼 제조의 주요 단계에는 이온 주입, 포토리소그래피, 에칭 및 코팅이 포함됩니다. 모든 공정에서 수학적 통계 연구 및 분석 도구를 통해 최적의 매개변수를 찾아 칩 수율 및 품질 개선 요구 사항을 충족해야 합니다. Fab 공장은 각 프로세스의 특정 테스트 매개변수, 칩 번호, 빈도 및 기타 정보를 감지하여 프로세스의 안정성을 보장할 수 있습니다.
1.2.3칩 테스트
합리적인 시간 내에 최대 테스트 범위를 달성하고 결함이 있는 제품을 사전에 선별하여 고객에게 흘러가지 않도록 노력하십시오. 칩을 더 빠르고 효과적으로 테스트하는 중요한 방법은 칩의 자체 테스트 설계를 통해 외부 ATE 리소스에 대한 의존도를 줄이는 것입니다. 좋은 제품에 대한 테스트 한계의 표준 설정은 AEC_Q004 문서의 권장 사항과 데이터 표준 편차의 특정 공식, 정적 pat 한계 = 견고한 평균 및 Mn을 기반으로 할 수 있습니다. 6 로버스트 시그마. 빅데이터 분석을 통해 공정 변동을 제어하여 제품 품질의 안정성을 확보할 수 있습니다. 이 방법은 정기적으로 검토하고 업데이트할 수 있습니다. 사용 전 제품의 고장이 수율이고, 사용 중 제품의 고장이 신뢰성이므로 칩의 테스트는 칩의 신뢰성과 직결됩니다. 욕조 곡선은 초기 악마 기간, 안정 기간, 손실 기간의 세 부분으로 구성됩니다. 번인 테스트는 ATV(자동차) 칩 테스트에서 중요한 단계입니다. 주요 기능은 칩 출고 전 제품의 조기 불량 칩을 제거해 사용자의 높은 신뢰도를 높이는 것입니다. 초기 단계는 실패율이 상대적으로 높은 단계입니다. 칩 불량은 대개 설계 결함, 비정상적인 제조 공정, 재료 고유의 결함 등 칩 고유의 결함이나 문제로 인해 발생합니다. 이러한 결함은 시간 및 스트레스와 관련된 고장으로 이어지며, 고장률은 일반적으로 Dppm으로 표시됩니다. 구체적으로, 칩은 바이어스 전압, 고온 인가 등 일정 기간 동안 100% 노화 테스트를 거쳐야 하며, 이후 일반 ATE 테스트를 거쳐 스크린을 거쳐야 한다[11]. 욕조 곡선(그림 1)의 안정 기간은 칩의 수명 동안 칩의 고장률이 상대적으로 안정적임을 나타내며, 칩의 고장은 일반적으로 FIT(failure in time) 또는 MTBF(Mean Time Between Failure)로 설명됩니다. 시간. 손실 단계는 칩의 내부 회로 손실로 인해 칩의 고장률이 증가하기 시작하는 것을 나타내며, 이는 칩의 수명이 한계에 도달했음을 의미합니다.
자동차 전자 신뢰성 검증 표준인 AEC-Q100은 다음과 같은 주요 목적을 가지고 있습니다. (1) 고객은 참조할 수 있는 표준 및 사양을 가지고 있습니다. (2) 칩 공급업체는 칩에 존재할 수 있는 잠재적인 결함을 제거할 수 있습니다. 표 1은 AEC-Q100이 칩의 특정 응용 분야와 관련된 장치의 작업 환경 온도에 따라 다양한 제품 등급으로 구분되어 있음을 보여줍니다. 가장 엄격한 최고 등급 기준의 사용 온도 범위는 -40 ~ 150℃입니다. 공급업체는 지속적으로 제품 디자인을 최적화하고, 선진적이고 안정적인 제조 및 포장 프로세스를 채택하고, 엄격한 테스트 절차를 채택하여 자동차 게이지 칩의 작동 온도 및 신뢰성에 대한 높은 표준 요구 사항을 충족해야 합니다.
게이지 칩의 안전성과 신뢰성은 주요 고려 사항으로, 이는 칩 설계 및 개발 단계에 반영될 뿐만 아니라 테스트 심사 및 신뢰성 검증에서도 특히 중요합니다. 광범위한 시장 전망으로 인해 더 많은 칩 공급업체가 이 분야에 진출하고 자동차 게이지 칩의 산업 계획에 참여하기 시작했습니다. 공급망 품질 관리 표준 IATF16949 및 AEC-Q100 신뢰성 요구 사항과 결합하여 현재의 자동차 게이지 칩 검증 프로세스 및 시스템을 개선해야 합니다. (1) 자동차 게이지 칩의 표준화 시스템 구축을 위해 기술 전문가(자동차 전체, 칩 설계, 제조, 패키징 및 칩 테스팅 등)가 보다 전문적이고 표준화되며 흐름 지향적인 표준을 확립하는 것이 필요합니다. . (2) 칩의 신뢰성 검증이 보다 포괄적으로 이루어져야 하며, 제품의 신뢰성을 설계하고 제조해야 합니다. (3) 노화 테스트는 더욱 효율적이어야 합니다. 자동차 게이지 칩은 100% 노화로 조기 고장 장치를 제거할 수 있으며, 이는 Weibull 분포 매개변수 β가 1보다 작을 때 노화 테스트의 역할을 강조합니다. 즉, 조기 고장률이 상당한 감소 추세를 보입니다. 칩의 조기 불량을 제거한다는 전제 하에 에이징 테스트 시간은 짧을수록 좋습니다. (4) 실패한 칩의 근본 원인 분석은 폐쇄 루프를 형성해야 합니다. 특히, 공정 제조 매개변수의 카드 제어가 불합리하거나 테스트 범위가 충분히 포괄적이지 않아 배치 문제가 발생할 수 있으므로 누락된 불량 칩을 찾아내는 것이 필요합니다. 다양한 실패 사례에는 칩 설계, 공정 제조, 패키지 테스트, 장치 사용 등의 측면에서 데이터 수집과 포괄적인 분석이 필요하며, 이를 통해 실패의 근본 원인을 찾아 피드백하여 솔루션을 형성해야 합니다. 동시에 칩 제조 라인에서는 생산 능력과 공정 안정성을 분석하고 예측할 수 있는 CPK 기술, SPC 기술, PPM 기술과 같은 보다 적극적인 전문 모니터링 기술을 적용해야 합니다[15]. 4 결론실제 작업에서는 TSP 데이터 준비 및 TSP 데이터 시각화 문제가 자주 발생합니다. 실제 업무 경험을 바탕으로 본 논문에서는 TSP 데이터 처리 문제를 해결하기 위해 TSP 데이터 시각화를 만드는 위의 두 가지 방법을 요약합니다.
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자동차 전자 장치의 심층적인 개발과 자동차 산업이 확립한 새로운 4가지 현대화(전기화, 네트워킹, 지능 및 공유)를 통해 이는 자동차 분야에 반도체 칩을 적용할 수 있는 새로운 기회를 제공합니다. 최근에는 수요가 급속도로 발전하고 있으며, 이는 자동차 시장에 새로운 산업 변화를 가져오고 있습니다. 자동차 게이지 칩이 전력 제어, 섀시 제어 및 인포테인먼트와 같은 애플리케이션 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하도록 만듭니다[1]. 지난 4.8년간 세계 자동차 반도체 시장의 연평균 성장률은 약 11.6%인 반면, 중국 자동차 반도체 시장은 XNUMX%에 달한다. 이는 주로 신에너지 차량의 전자화 정도가 점점 더 높아지고 있으며, 이로 인해 다양한 자동차용 반도체 수요가 크게 증가하기 때문입니다[2]. Deloitte의 예측에 따르면 자동차용 반도체 매출은 60년에 2022억 달러를 초과할 것이며[3], 이는 더 많은 칩 제조업체의 참여를 유도할 것입니다. 소비자 전자 칩에 비해 자동차 게이지 칩은 더 까다롭습니다. (1) 자동차 게이지 칩은 소비자 및 산업용 칩 표준보다 높습니다. (2) 자동차 게이지 칩은 온도, 습도, EMC 및 유해 가스 침식과 같은 작업 환경에 대해 더 엄격한 요구 사항을 가지며 다양한 응용 분야에 따라 요구 사항이 다릅니다. (3) 자동차 게이지 칩의 개발 및 검증은 높은 임계값과 긴 주기로 인해 비용이 많이 듭니다. (4) 상응하는 감사기준을 통과해야 한다. 게이지 칩에는 두 가지 조건이 있습니다. (1) 무고장 공급망 품질 관리 표준 IATF 16949를 충족합니다. (2) 북미 자동차 산업이 추진하는 AEC 신뢰성 표준을 충족합니다. 긴 설계 주기와 높은 기술 장벽으로 인해 전체 자동차 칩 산업은 고급 자동차 칩 시장 부문에 초점을 맞춘 Infineon 및 Renesas와 같은 외국 대기업이 독점하고 있습니다. 동시에 수십 개의 칩 설계 회사가 중국에 등장하여 운전자 지원, 중앙 제어, 배터리 관리, 이미지 센서 및 신호 프로세서에 이르는 다양한 유형의 자동차 전자 칩 공급업체가 되었습니다[4]. Toyota, Ford, Volkswagen과 같은 국제 전통 자동차 회사는 자동차 전자 칩의 연구 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 중국의 일부 주류 자동차 회사들도 BYD 및 SAIC와 같은 칩 연구 개발에 참여하고 있으며, 이는 다양한 형태로 칩 연구 개발에 참여하고 자동차 칩 산업의 새로운 혁명을 수용합니다. 칩 설계의 신속한 도입을 촉진하기 위해 자체 애플리케이션 시나리오와 재정 자원을 결합하는 것이 더 쉽습니다. 신에너지로 대표되는 테슬라가 FSD 칩을 출시하며, 한 단계 높은 자율주행을 둘러싼 경쟁이 본격화됐다. 자동차 산업은 지능화 시대로 가속화됐다. 거대한 자동차 게이지 칩 시장과 결합하여, 이 분야에 진입하기 위한 응용 특성 및 표준 요구 사항에 따라 본 논문에서는 이 분야에 진입하기 위한 IATF 16949의 검증 조건 및 AEC 신뢰성 표준에 대해 논의하는 데 중점을 둘 것입니다. 노화 스크리닝 테스트와 불량 칩의 근본 원인 분석을 통해 자동차 게이지 칩의 신뢰성을 보장하여 불량 제로 목표를 달성할 수 있습니다. 마지막으로 자동차 게이지 칩의 검증 사양 표준화, 종합적인 신뢰성 검증, 효율적인 노화 스크리닝 테스트 및 전문적인 고장 분석을 기대합니다.
1 게이지 칩 1.1 IATF16949 관련 검증
자동차 산업에서 품질 인증 활동에는 독일 자동차 산업의 VDA6.1 표준, 프랑스의 EAQF 표준, 이탈리아의 AVSQ 표준 및 자동차 산업의 QS-9000 표준과 같이 세계 각지에서 자체 산업 인증 표준 및 요구 사항이 있습니다. 미국. 1997년에 설립된 IATF(국제 자동차 태스크 포스)는 국제 표준화 기구(ISO/TC 176)와 협력하여 자동차 산업에 대한 통일된 글로벌 품질 시스템 표준 및 인증을 달성했습니다. 국가 자동차 산업 표준을 기반으로 IATF16949가 1999년에 제정되어 도입되었습니다. IATF 16949는 최신 품질 경영 시스템 표준입니다[5]. IATF16949는 고객 지향적이고 특별한 요구 사항을 고려하는 국제 자동차 그룹입니다. 자동차 안전 등 최근 자동차 업계가 주목하고 있는 일부 문제를 고려하여 표준에 새로운 조항이 추가되었습니다[6,7]. IATF16949는 자동차 제조업체 및 직접 부품 공급업체에 적용됩니다. 이러한 제조업체는 자동차 생산과 직접적으로 관련되어 제조 활동을 처리하고 이러한 활동을 통해 제품에 가치를 더할 수 있습니다. 예를 들어, 전체 칩 산업 체인에서 웨이퍼 공장과 패키징 공장은 IATF16949 표준에 따라 자동차 칩을 엄격하게 제조해야 합니다. 그리고 디자인, 유통센터 등 지원 기능만 있는 부서는 이 인증을 받을 필요가 없다[8].
1.2 AEC 규격 인증
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council은 일련의 일반 품질 시스템 표준을 확립하기 위해 1994년 북미 자동차 회사 9개(Chrysler, Ford 및 General Motors)에 의해 설립되었습니다[XNUMX]. AEC는 제품 품질 관리 기준을 확립하고 자동차 부품의 보편화 구현을 촉진하며 빠른 시장 발전을 위한 좋은 기반을 마련했습니다. 해당 사양에는 주로 AEC-Q100(집적 회로 IC), AEC-Q101(개별 부품), AEC-Q102(개별 광전 LED), AEC-Q104(멀티 칩 구성 요소) 및 AEC-Q200(수동 부품)이 포함됩니다. 그 중 AEC-Q100은 IC 집적회로 검증 규격이다. 그 목적은 응용 분야의 스트레스 테스트를 통해 특정 요구 사항을 충족할 수 있는 장치의 품질과 신뢰성을 결정하는 것입니다[10].
1.2.1자동차 게이지 칩 디자인
제품의 사용 기능, 작동 조건(전압, 주파수 범위 등), 칩에 사용되는 셀 설계 라이브러리 기술을 통해 회로 설계 원리가 자동차 게이지 칩의 요구 사항을 충족하도록 결정됩니다. 구현 프로세스에서는 잠재적인 오류 모드와 시스템 및 고객에 대한 영향을 식별하고 심각도와 가능한 원인을 결정할 수 있습니다. 중복 설계를 고려한 이 설계는 오류 수정 코드 형태의 잠재적인 데이터 보존 오류를 방지하고 결함이 있는 장치를 교체할 수 있습니다. 자체 테스트 메커니즘을 구축하고 칩의 합리적인 테스트 시간을 통해 테스트용 회로에 일부 경로 노드를 추가하고 적시에 결함이 있는 장치를 찾아 관련 처리를 수행하여 프로세스 변동으로 인한 영향을 줄입니다. 칩 설계 단계에서는 칩 신뢰성 실험을 고려해야 합니다. 컴퓨터 지원 엔지니어링 분석 및 시뮬레이션 도구를 사용하면 더 짧은 시간에 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 유한 요소 분석, 열 분석, 신뢰성 예측 모델 등의 도구가 점점 더 광범위하게 사용되고 있으므로 자동차 게이지 칩은 설계 초기에 장치의 신뢰성과 안정성을 적극적으로 향상시킵니다.
1.2.2칩 제조
웨이퍼 제조의 주요 단계에는 이온 주입, 포토리소그래피, 에칭 및 코팅이 포함됩니다. 모든 공정에서 수학적 통계 연구 및 분석 도구를 통해 최적의 매개변수를 찾아 칩 수율 및 품질 개선 요구 사항을 충족해야 합니다. Fab 공장은 각 프로세스의 특정 테스트 매개변수, 칩 번호, 빈도 및 기타 정보를 감지하여 프로세스의 안정성을 보장할 수 있습니다.
1.2.3칩 테스트
합리적인 시간 내에 최대 테스트 범위를 달성하고 결함이 있는 제품을 사전에 선별하여 고객에게 흘러가지 않도록 노력하십시오. 칩을 더 빠르고 효과적으로 테스트하는 중요한 방법은 칩의 자체 테스트 설계를 통해 외부 ATE 리소스에 대한 의존도를 줄이는 것입니다. 좋은 제품에 대한 테스트 한계의 표준 설정은 AEC_Q004 문서의 권장 사항과 데이터 표준 편차의 특정 공식, 정적 pat 한계 = 견고한 평균 및 Mn을 기반으로 할 수 있습니다. 6 로버스트 시그마. 빅데이터 분석을 통해 공정 변동을 제어하여 제품 품질의 안정성을 확보할 수 있습니다. 이 방법은 정기적으로 검토하고 업데이트할 수 있습니다. 사용 전 제품의 고장이 수율이고, 사용 중 제품의 고장이 신뢰성이므로 칩의 테스트는 칩의 신뢰성과 직결됩니다. 욕조 곡선은 초기 악마 기간, 안정 기간, 손실 기간의 세 부분으로 구성됩니다. 번인 테스트는 ATV(자동차) 칩 테스트에서 중요한 단계입니다. 주요 기능은 칩 출고 전 제품의 조기 불량 칩을 제거해 사용자의 높은 신뢰도를 높이는 것입니다. 초기 단계는 실패율이 상대적으로 높은 단계입니다. 칩 불량은 대개 설계 결함, 비정상적인 제조 공정, 재료 고유의 결함 등 칩 고유의 결함이나 문제로 인해 발생합니다. 이러한 결함은 시간 및 스트레스와 관련된 고장으로 이어지며, 고장률은 일반적으로 Dppm으로 표시됩니다. 구체적으로, 칩은 바이어스 전압, 고온 인가 등 일정 기간 동안 100% 노화 테스트를 거쳐야 하며, 이후 일반 ATE 테스트를 거쳐 스크린을 거쳐야 한다[11]. 욕조 곡선(그림 1)의 안정 기간은 칩의 수명 동안 칩의 고장률이 상대적으로 안정적임을 나타내며, 칩의 고장은 일반적으로 FIT(failure in time) 또는 MTBF(Mean Time Between Failure)로 설명됩니다. 시간. 손실 단계는 칩의 내부 회로 손실로 인해 칩의 고장률이 증가하기 시작하는 것을 나타내며, 이는 칩의 수명이 한계에 도달했음을 의미합니다.
자동차 전자 신뢰성 검증 표준인 AEC-Q100은 다음과 같은 주요 목적을 가지고 있습니다. (1) 고객은 참조할 수 있는 표준 및 사양을 가지고 있습니다. (2) 칩 공급업체는 칩에 존재할 수 있는 잠재적인 결함을 제거할 수 있습니다. 표 1은 AEC-Q100이 칩의 특정 응용 분야와 관련된 장치의 작업 환경 온도에 따라 다양한 제품 등급으로 구분되어 있음을 보여줍니다. 가장 엄격한 최고 등급 기준의 사용 온도 범위는 -40 ~ 150℃입니다. 공급업체는 지속적으로 제품 디자인을 최적화하고, 선진적이고 안정적인 제조 및 포장 프로세스를 채택하고, 엄격한 테스트 절차를 채택하여 자동차 게이지 칩의 작동 온도 및 신뢰성에 대한 높은 표준 요구 사항을 충족해야 합니다.
AEC-Q100은 설계, 제조, 패키징, 테스트, 양산 등 다양한 단계에서 칩에 필요한 검증 및 관련 카드 제어 표준을 정의합니다. 그 내용 중 구체적으로 AEC-Q41 Rev-H[7]의 검증 과정과 규격 내용인 그림 2와 같이 100개 카테고리 12개 테스트를 포함하고 있다. 크게 그룹 A(가속 환경 스트레스 테스트), 그룹 B(가속 작업 수명 테스트), 그룹 C(패키지 무결성 테스트), 그룹 D(웨이퍼 레벨 신뢰성 테스트), 그룹 E(전기적 검증 테스트)로 나눌 수 있습니다. 그룹 F(스크린성 테스트) 및 그룹 G(밀봉 패키지 무결성 테스트). 현재 AEC-Q100은 자동차 게이지 칩의 중요한 사양이 되었습니다. 일반적으로 자동차 게이지 칩 공급업체는 프로젝트 검증을 완료한 후 해당 제품이 관련 검증 결과를 통과했음을 "자체 선언"해야 합니다. AEC는 공급업체에게 어떠한 인증도 제공하지 않습니다. 표본 수가 적기 때문에 이러한 테스트는 필요하고 충분하지 않으며 이는 이 방법의 한계를 반영합니다. 이 테스트는 장치의 사용성을 부정하는 데 사용될 수 있지만, 대량 생산된 칩이 특정 시나리오에서 사용 표준을 충족한다고 판단할 수는 없습니다. 따라서 대량 생산된 자동차 게이지 칩의 노화 스크리닝 테스트는 특히 중요한데, 이는 칩을 안정적인 기간에 고객에게 제공하고 자동차 게이지 칩의 신뢰성을 향상시킵니다. 동시에 고장 분석을 통해 칩 고장의 근본 원인을 식별하고 해당 조치를 취하여 문제를 근절할 수 있습니다. 반면에 고유한 결함을 목표로 테스트를 최적화하고 강화하여 결함을 선별함으로써 자동차 게이지 칩의 고장률 0이라는 목표를 달성할 수 있습니다. 2 반도체의 고장은 연구, 생산, 사용 과정에서 불가피합니다. 목표 고장 분석을 통해: (1) 설계자가 칩 설계의 결함을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 FIB 회로 수리를 통해 결과를 확인할 수 있습니다. (2) 칩의 제조 및 패키징 과정에 존재하는 결함을 찾아내고 실질적인 개선방안을 제시할 수 있습니다. (3) 다양한 테스트 벡터의 유효성을 평가하고 생산 테스트에 필요한 보완 사항을 제공합니다. 칩의 불량분석은 주로 미시세계를 기반으로 전기, 물리, 화학, 재료 등의 측면에서 관찰, 분석하여 본질적으로 칩 불량의 원인을 찾아내는 것이다[13]. 주요 분석 도구와 테스트 방법은 그림 3에 나와 있습니다. 반도체 공정의 복잡성이 점점 더 높아지고 있으며, 이로 인해 불량 분석도 더욱 어려워지고 있습니다. 예를 들어, 선폭을 줄이면 전자현미경의 더 높은 해상도가 필요하고, 금속층 간격이 줄면 시료 준비가 어려워집니다. 칩 설계 및 작동 원리와 결합된 불량 현상을 통해 칩의 정확한 정보와 데이터를 마스터하여 올바른 분석과 판단을 내릴 수 있습니다. 일반적인 반도체 칩의 사용 후 고장 메커니즘은 다음과 같은 범주로 나눌 수 있다[14]. (1) 칩 설계에 결함이 있는데, 이는 주로 칩의 기능을 구현할 수 없다는 것을 반영합니다. (2) 반도체 재료의 결함이나 패키징에 사용되는 기판 자체의 문제 등 온톨로지 관련 결함. (3) 공정 변동으로 인한 고장. ① 게이트 산화물, 금속간 유전층 및 기타 결함과 같은 칩 유전층의 관련 고장; ② 실리콘 기판과 SiO2 인터페이스 사이에 Dislocation과 같은 결함이 있습니다. ③ 금속의 일렉트로마이그레이션이나 할로겐, 할로겐화물을 함유한 오염물질로 인해 칩 후단 금속 상호접속층의 금속부식이 발생한다. ④ 불합리한 패키징 프로세스 매개 변수로 인해 핀 연결로 인한 단락 또는 개방 회로. (4) 테스트로 인한 불량은 주로 테스트 벡터 전압의 불합리한 설정으로 인한 칩의 과잉으로 인해 발생합니다.
게이지 칩의 안전성과 신뢰성은 주요 고려 사항으로, 이는 칩 설계 및 개발 단계에 반영될 뿐만 아니라 테스트 심사 및 신뢰성 검증에서도 특히 중요합니다. 광범위한 시장 전망으로 인해 더 많은 칩 공급업체가 이 분야에 진출하고 자동차 게이지 칩의 산업 계획에 참여하기 시작했습니다. 공급망 품질 관리 표준 IATF16949 및 AEC-Q100 신뢰성 요구 사항과 결합하여 현재의 자동차 게이지 칩 검증 프로세스 및 시스템을 개선해야 합니다. (1) 자동차 게이지 칩의 표준화 시스템 구축을 위해 기술 전문가(자동차 전체, 칩 설계, 제조, 패키징 및 칩 테스팅 등)가 보다 전문적이고 표준화되며 흐름 지향적인 표준을 확립하는 것이 필요합니다. . (2) 칩의 신뢰성 검증이 보다 포괄적으로 이루어져야 하며, 제품의 신뢰성을 설계하고 제조해야 합니다. (3) 노화 테스트는 더욱 효율적이어야 합니다. 자동차 게이지 칩은 100% 노화로 조기 고장 장치를 제거할 수 있으며, 이는 Weibull 분포 매개변수 β가 1보다 작을 때 노화 테스트의 역할을 강조합니다. 즉, 조기 고장률이 상당한 감소 추세를 보입니다. 칩의 조기 불량을 제거한다는 전제 하에 에이징 테스트 시간은 짧을수록 좋습니다. (4) 실패한 칩의 근본 원인 분석은 폐쇄 루프를 형성해야 합니다. 특히, 공정 제조 매개변수의 카드 제어가 불합리하거나 테스트 범위가 충분히 포괄적이지 않아 배치 문제가 발생할 수 있으므로 누락된 불량 칩을 찾아내는 것이 필요합니다. 다양한 실패 사례에는 칩 설계, 공정 제조, 패키지 테스트, 장치 사용 등의 측면에서 데이터 수집과 포괄적인 분석이 필요하며, 이를 통해 실패의 근본 원인을 찾아 피드백하여 솔루션을 형성해야 합니다. 동시에 칩 제조 라인에서는 생산 능력과 공정 안정성을 분석하고 예측할 수 있는 CPK 기술, SPC 기술, PPM 기술과 같은 보다 적극적인 전문 모니터링 기술을 적용해야 합니다[15]. 4 결론실제 작업에서는 TSP 데이터 준비 및 TSP 데이터 시각화 문제가 자주 발생합니다. 실제 업무 경험을 바탕으로 본 논문에서는 TSP 데이터 처리 문제를 해결하기 위해 TSP 데이터 시각화를 만드는 위의 두 가지 방법을 요약합니다.
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