hotline
columnist
columnist
Verificatieproces en vooruitzichten voor voertuigchips
2022-03-17
1180
Uit de analyse blijkt dat met de snelle ontwikkeling van nieuwe energie- en zelfrijdende auto's de functie van de autometerchip steeds belangrijker wordt, wat een belangrijke richting is voor de toepassing van de chipindustrie. Dit artikel zet het relevante verificatieproces, de specificaties en standaarden uiteen van bedrijven die geïntegreerde schakelingen ontwerpen op het gebied van autometerchips, de relevante betrouwbaarheidsverificatie en faalanalyse van autometerchips, bespreekt het nuldefectdoel van massaproductie van autometerchips, analyseert de problemen en beperkingen bij de ontwikkeling van binnenlandse auto-chips, en kijkt uit naar de ontwikkelingsrichting.
0 introductie
Met de diepgaande ontwikkeling van auto-elektronica en de nieuwe vier moderniseringen (elektrificatie, netwerken, intelligentie en delen) die door de auto-industrie tot stand zijn gebracht, brengt dit nieuwe kansen met zich mee voor de toepassing van halfgeleiderchips in de automobielsector. De afgelopen jaren ontwikkelt de vraag zich snel, wat nieuwe industriële veranderingen op de automarkt met zich meebrengt. Laat de autometerchip een steeds belangrijkere rol spelen in de toepassingsgebieden zoals vermogensregeling, chassiscontrole en infotainment [1]. In de afgelopen vijf jaar bedraagt het samengestelde jaarlijkse groeipercentage van de mondiale halfgeleidermarkt voor de automobielsector ongeveer 4.8%, terwijl dat van de Chinese halfgeleidermarkt voor de automobielsector 11.6% bedraagt. Dit komt vooral doordat de mate van elektronica van nieuwe energievoertuigen steeds hoger wordt, wat een substantiële toename van de vraag naar verschillende halfgeleiders voor de automobielindustrie met zich meebrengt [2]. Volgens de voorspelling van Deloitte zal de omzet uit halfgeleiders voor de automobielsector in 60 de 2022 miljard dollar overschrijden [3], wat ongetwijfeld meer chipfabrikanten zal aantrekken om deel te nemen. Vergeleken met elektronische consumentenchips zijn autometerchips veeleisender. (1) Autometerchips zijn hoger dan de chipstandaarden voor consumenten en industrie; (2) Autometerchips stellen strengere eisen aan de werkomgeving, zoals temperatuur, vochtigheid, EMC en schadelijke gaserosie, die verschillende eisen stellen afhankelijk van hun verschillende toepassingen; (3) De ontwikkeling en verificatie van auto-meterchips is duur, met een hoge drempel en een lange cyclus; (4) Het moet voldoen aan de overeenkomstige auditnormen. Er zijn twee voorwaarden voor de meterchip: (1) hij voldoet aan de zero-failure supply chain kwaliteitsmanagementstandaard IATF 16949; (2) Voldoen aan de AEC-betrouwbaarheidsnormen van de Noord-Amerikaanse auto-industrie. Vanwege de lange ontwerpcyclus en hoge technische barrières wordt de hele autochipindustrie gemonopoliseerd door buitenlandse giganten, zoals Infineon en Renesas, die zich richten op de marktsegmenten van hoogwaardige autochips. Tegelijkertijd zijn er in China tientallen chipontwerpbedrijven ontstaan die leveranciers zijn geworden van elektronische chips voor auto's, variërend van rijhulpsystemen, centrale besturing, batterijbeheer, beeldsensoren en signaalprocessors [4]. Internationale traditionele autobedrijven, zoals Toyota, Ford en Volkswagen, zijn actief betrokken bij het onderzoek en de ontwikkeling van elektronische chips voor auto's. Sommige reguliere autobedrijven in China zijn ook betrokken bij het onderzoek en de ontwikkeling van chips, zoals BYD en SAIC, die in verschillende vormen deelnemen aan chiponderzoek en -ontwikkeling en de nieuwe revolutie van de autochipindustrie omarmen. Het is voor hen gemakkelijker om hun eigen toepassingsscenario's en financiële middelen te combineren om de snelle introductie van chipontwerp te bevorderen. Tesla, vertegenwoordigd door New Energy, heeft FSD-chips gelanceerd en er is een competitie begonnen rond automatisch rijden op hoog niveau. De auto-industrie is versneld het tijdperk van intelligentie binnengegaan. Gecombineerd met de enorme markt voor auto-meterchips, afhankelijk van de toepassingskenmerken en de standaardvereisten voor het betreden van dit veld, zal dit artikel zich concentreren op het bespreken van de verificatievoorwaarden van IATF 16949 en AEC-betrouwbaarheidsnormen voor het betreden van dit veld. Door verouderingsscreeningstests en analyse van de hoofdoorzaak van defecte chips kan de betrouwbaarheid van auto-chips worden gegarandeerd om het doel van nul falen te bereiken. Ten slotte kijkt het uit naar de standaardisatie van de verificatiespecificatie van de autometerchip, de uitgebreide betrouwbaarheidsverificatie, de efficiënte verouderingsscreeningstest en de professionele foutanalyse.
1 Relevante verificatie van meterchip 1.1 IATF16949
In de auto-industrie hebben kwaliteitscertificeringsactiviteiten hun eigen industriële certificeringsnormen en -vereisten in alle delen van de wereld, zoals de VDA6.1-standaard van de Duitse auto-industrie, de EAQF-standaard van Frankrijk, de AVSQ-standaard van Italië en de QS-9000-standaard van de Verenigde Staten. De International Automobile Task Force (IATF), opgericht in 1997, werkte samen met de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO/TC 176) om een uniforme mondiale kwaliteitssysteemnorm en certificering voor de auto-industrie te bereiken. Gebaseerd op de nationale normen van de auto-industrie, werd IATF16949 geformuleerd en geïntroduceerd in 1999. IATF 16949 is de nieuwste norm voor kwaliteitsmanagementsystemen [5]. IATF16949 is een internationale automobielgroep, die klantgericht is en rekening houdt met haar speciale eisen. Met het oog op enkele kwesties waar de auto-industrie de afgelopen jaren veel aandacht aan heeft besteed, zoals de veiligheid van auto's, zijn er nieuwe clausules aan de norm toegevoegd [6,7]. IATF16949 is van toepassing op autofabrikanten en hun directe onderdelenleveranciers. Deze fabrikanten zijn rechtstreeks verbonden met de autoproductie, die via dergelijke activiteiten productieactiviteiten kunnen verwerken en waarde aan hun producten kunnen toevoegen. In de hele chipsindustrie moeten waferfabrieken en verpakkingsfabrieken bijvoorbeeld autochips produceren in strikte overeenstemming met de IATF16949-standaard. En de eenheden die alleen ondersteunende functies hebben, zoals ontwerp- en distributiecentra, hoeven deze certificering niet te behalen [8].
1.2 AEC-standaardcertificering
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council werd in 1994 opgericht door drie Noord-Amerikaanse autobedrijven (Chrysler, Ford en General Motors) om een reeks algemene kwaliteitssysteemnormen vast te stellen [9]. AEC stelde de normen voor productkwaliteitscontrole vast, promootte de implementatie van universaliteit van auto-onderdelen en legde een goede basis voor de snelle ontwikkeling van de markt. De specificaties omvatten voornamelijk AEC-Q100 (geïntegreerde schakeling IC), AEC-Q101 (discrete component), AEC-Q102 (discrete foto-elektrische LED), AEC-Q104 (multi-chip component) en AEC-Q200 (passieve component). Onder hen is AEC-Q100 een verificatiespecificatie voor IC-geïntegreerde schakelingen. Het doel ervan is om de kwaliteit en betrouwbaarheid te bepalen van apparaten die aan bepaalde eisen kunnen voldoen door middel van stresstests in de toepassing [10].
1.2.1Autometerchipontwerp
Op basis van de gebruiksfunctie van het product, de werkomstandigheden (spanning, frequentiebereik, enz.) en de celontwerpbibliotheektechnologie die in de chip wordt gebruikt, wordt het circuitontwerpprincipe bepaald om te voldoen aan de vereisten van de autometerchip. Het implementatieproces kan potentiële storingsmodi identificeren, hun impact op het systeem en de klanten, en de ernst en mogelijke oorzaken ervan bepalen. Gezien het redundantieontwerp kan dit ontwerp potentiële fouten bij het bewaren van gegevens in de vorm van foutcorrectiecodes voorkomen en defecte eenheden vervangen. Zet een zelftestmechanisme op, voeg enkele padknooppunten in het circuit toe om te testen gedurende een redelijke testtijd van de chip, ontdek de defecte eenheden op tijd en voer een relevante behandeling uit om de invloed veroorzaakt door procesfluctuaties te verminderen. In de chipontwerpfase moeten we beginnen met het chipbetrouwbaarheidsexperiment. Het gebruik van computerondersteunde technische analyse- en simulatietools kan de productbetrouwbaarheid in kortere tijd verbeteren. Hulpmiddelen zoals eindige elementenanalyse, thermische analyse en betrouwbaarheidsvoorspellingsmodellen worden steeds vaker gebruikt, zodat de autometerchip de betrouwbaarheid en stabiliteit van het apparaat aan het begin van het ontwerp actief verbetert.
1.2.2Chipproductie
De belangrijkste stappen bij de productie van wafers omvatten ionenimplantatie, fotolithografie, etsen en coaten. In elk proces is het noodzakelijk om de optimale parameters te achterhalen door middel van wiskundig statistisch onderzoek en analysehulpmiddelen, om te voldoen aan de eisen van het verbeteren van de chipopbrengst en -kwaliteit. Fab Factory kan de stabiliteit van het proces garanderen door de specifieke testparameters, chipnummer, frequentie en andere informatie van elk proces te detecteren.
1.2.3chip testen
Probeer binnen een redelijke tijd de maximale testdekking te bereiken en de defecte producten vooraf te screenen om te voorkomen dat ze naar de klant stromen. Een belangrijke manier om de chip sneller en effectiever te testen is door het zelftestontwerp van de chip, waardoor ook de afhankelijkheid van externe ATE-bronnen kan worden verminderd. De standaardinstelling van testlimieten voor goede producten kan gebaseerd zijn op de aanbevelingen in het AEC_Q004-document en een bepaalde formule voor standaardafwijking van gegevens, statische patlimieten = robuust gemiddelde & plus Mn; 6 Robuuste Sigma。 Door middel van big data-analyse kunnen procesfluctuaties worden beheerst om de stabiliteit van de productkwaliteit te garanderen. Deze methode kan regelmatig worden beoordeeld en bijgewerkt. Het falen van het product vóór gebruik is de opbrengst, en het falen van het product tijdens gebruik is de betrouwbaarheid. Het testen van de chip houdt dus rechtstreeks verband met de betrouwbaarheid van de chip. De badkuipcurve bestaat uit drie delen: vroege demonperiode, stabiele periode en verliesperiode. De inbrandtest is een belangrijke stap bij het testen van ATV-chips (automobiel). De belangrijkste functie is het verwijderen van vroegtijdige foutchips van producten voordat de chip wordt verzonden om een hoge betrouwbaarheid van de gebruiker te bereiken. De vroege fase is de fase met een relatief hoog faalpercentage. Het falen van de chip wordt meestal veroorzaakt door inherente defecten of problemen van de chip, zoals ontwerpfouten, een abnormaal productieproces of inherente materiaalfouten. Deze defecten zullen leiden tot storingen die verband houden met tijd en stress, en het faalpercentage wordt meestal gekenmerkt door Dppm. Concreet moet de chip gedurende een bepaalde periode worden onderworpen aan een verouderingstest van 100%, zoals het toepassen van voorspanning en hoge temperaturen, en vervolgens moet de normale ATE-test worden uitgevoerd om te screenen [11]. De stabiele periode in de badkuipcurve (Figuur 1) geeft aan dat het uitvalpercentage van de chip relatief stabiel is tijdens zijn levensduur, en het falen ervan wordt meestal beschreven in termen van FIT (falen in de tijd) of MTBF (Mean Time Between Failure) uur. De verliesfase geeft aan dat het uitvalpercentage van de chip begint te stijgen als gevolg van het interne circuitverlies van de chip, wat betekent dat de chip zijn maximale levensduur heeft bereikt.
AEC-Q100, als standaard voor de elektronische betrouwbaarheidsverificatie van auto's, heeft de volgende hoofddoelen: (1) Klanten hebben normen en specificaties ter referentie; (2) De chipleverancier kan de mogelijke fouten in de chip elimineren. Tabel 1 laat zien dat AEC-Q100 is onderverdeeld in verschillende productkwaliteiten, afhankelijk van de werkomgevingstemperatuur van het apparaat, die verband houdt met de specifieke toepassing van de chip. Het werktemperatuurbereik van de strengste standaard is -40 ~ 150 ℃. De leverancier moet het productontwerp voortdurend optimaliseren, geavanceerde en stabiele productie- en verpakkingsprocessen toepassen en strikte testprocedures hanteren om te voldoen aan de hoge standaardvereisten voor werktemperatuur en betrouwbaarheid van auto-meterchips.
De veiligheid en betrouwbaarheid van de meterchip zijn de belangrijkste overwegingen, die niet alleen tot uiting komen in de ontwerp- en ontwikkelingsfase van de chip, maar ook bijzonder belangrijk zijn bij de testscreening en betrouwbaarheidsverificatie. Het brede marktperspectief zorgt ervoor dat steeds meer chipleveranciers dit veld betreden en zich aansluiten bij de industriële planning van auto-chips. Gecombineerd met de eisen van de supply chain kwaliteitsmanagementstandaard IATF16949 en AEC-Q100 betrouwbaarheid, moeten het huidige proces en systeem voor autometerchipverificatie worden verbeterd. (1) Het is noodzakelijk dat technische experts (hele auto, chipontwerp, productie, verpakking en chiptesten, enz.) een reeks meer professionele, gestandaardiseerde en stroomgerichte normen vaststellen voor het opzetten van een standaardisatiesysteem voor auto-meterchips . (2) De verificatie van de betrouwbaarheid van chips moet uitgebreider zijn en de betrouwbaarheid van producten moet worden ontworpen en vervaardigd. (3) De verouderingstest moet efficiënter. De autometerchip kan apparaten voor vroegtijdig falen met 100% veroudering verwijderen, wat de rol van de verouderingstest zal benadrukken wanneer de Weibull-verdelingsparameter β kleiner is dan 1, dat wil zeggen dat het percentage vroegtijdige mislukkingen een aanzienlijk neerwaartse trend vertoont. Uitgaande van het elimineren van het vroegtijdig falen van chips, geldt: hoe korter de verouderingstesttijd, hoe beter. (4) De analyse van de hoofdoorzaak van de defecte chip moet een gesloten lus vormen. In het bijzonder is het nodig om de defecte chips te achterhalen die gemist worden omdat de kaartcontrole van procesproductieparameters onredelijk is of de testdekking niet alomvattend genoeg is, omdat dit batchproblemen kan veroorzaken. Verschillende gevallen van falen vereisen gegevensverzameling en uitgebreide analyse van de aspecten van chipontwerp, procesproductie, pakkettesten, apparaatgebruik, enz., om de hoofdoorzaak van falen te achterhalen en vervolgens terug te koppelen om oplossingen te vormen. Tegelijkertijd moet de chipproductielijn actievere professionele monitoringtechnologieën toepassen, zoals CPK-technologie, SPC-technologie en PPM-technologie, die de productiecapaciteit en processtabiliteit kunnen analyseren en voorspellen [15]. 4 ConclusieIn de praktijk worden vaak problemen met de voorbereiding van TSP-gegevens en de visualisatie van TSP-gegevens aangetroffen. Gebaseerd op praktische werkervaring, vat dit artikel de twee bovenstaande methoden samen voor het maken van TSP-datavisualisatie om TSP-dataverwerkingsproblemen op te lossen.
0 introductie
Met de diepgaande ontwikkeling van auto-elektronica en de nieuwe vier moderniseringen (elektrificatie, netwerken, intelligentie en delen) die door de auto-industrie tot stand zijn gebracht, brengt dit nieuwe kansen met zich mee voor de toepassing van halfgeleiderchips in de automobielsector. De afgelopen jaren ontwikkelt de vraag zich snel, wat nieuwe industriële veranderingen op de automarkt met zich meebrengt. Laat de autometerchip een steeds belangrijkere rol spelen in de toepassingsgebieden zoals vermogensregeling, chassiscontrole en infotainment [1]. In de afgelopen vijf jaar bedraagt het samengestelde jaarlijkse groeipercentage van de mondiale halfgeleidermarkt voor de automobielsector ongeveer 4.8%, terwijl dat van de Chinese halfgeleidermarkt voor de automobielsector 11.6% bedraagt. Dit komt vooral doordat de mate van elektronica van nieuwe energievoertuigen steeds hoger wordt, wat een substantiële toename van de vraag naar verschillende halfgeleiders voor de automobielindustrie met zich meebrengt [2]. Volgens de voorspelling van Deloitte zal de omzet uit halfgeleiders voor de automobielsector in 60 de 2022 miljard dollar overschrijden [3], wat ongetwijfeld meer chipfabrikanten zal aantrekken om deel te nemen. Vergeleken met elektronische consumentenchips zijn autometerchips veeleisender. (1) Autometerchips zijn hoger dan de chipstandaarden voor consumenten en industrie; (2) Autometerchips stellen strengere eisen aan de werkomgeving, zoals temperatuur, vochtigheid, EMC en schadelijke gaserosie, die verschillende eisen stellen afhankelijk van hun verschillende toepassingen; (3) De ontwikkeling en verificatie van auto-meterchips is duur, met een hoge drempel en een lange cyclus; (4) Het moet voldoen aan de overeenkomstige auditnormen. Er zijn twee voorwaarden voor de meterchip: (1) hij voldoet aan de zero-failure supply chain kwaliteitsmanagementstandaard IATF 16949; (2) Voldoen aan de AEC-betrouwbaarheidsnormen van de Noord-Amerikaanse auto-industrie. Vanwege de lange ontwerpcyclus en hoge technische barrières wordt de hele autochipindustrie gemonopoliseerd door buitenlandse giganten, zoals Infineon en Renesas, die zich richten op de marktsegmenten van hoogwaardige autochips. Tegelijkertijd zijn er in China tientallen chipontwerpbedrijven ontstaan die leveranciers zijn geworden van elektronische chips voor auto's, variërend van rijhulpsystemen, centrale besturing, batterijbeheer, beeldsensoren en signaalprocessors [4]. Internationale traditionele autobedrijven, zoals Toyota, Ford en Volkswagen, zijn actief betrokken bij het onderzoek en de ontwikkeling van elektronische chips voor auto's. Sommige reguliere autobedrijven in China zijn ook betrokken bij het onderzoek en de ontwikkeling van chips, zoals BYD en SAIC, die in verschillende vormen deelnemen aan chiponderzoek en -ontwikkeling en de nieuwe revolutie van de autochipindustrie omarmen. Het is voor hen gemakkelijker om hun eigen toepassingsscenario's en financiële middelen te combineren om de snelle introductie van chipontwerp te bevorderen. Tesla, vertegenwoordigd door New Energy, heeft FSD-chips gelanceerd en er is een competitie begonnen rond automatisch rijden op hoog niveau. De auto-industrie is versneld het tijdperk van intelligentie binnengegaan. Gecombineerd met de enorme markt voor auto-meterchips, afhankelijk van de toepassingskenmerken en de standaardvereisten voor het betreden van dit veld, zal dit artikel zich concentreren op het bespreken van de verificatievoorwaarden van IATF 16949 en AEC-betrouwbaarheidsnormen voor het betreden van dit veld. Door verouderingsscreeningstests en analyse van de hoofdoorzaak van defecte chips kan de betrouwbaarheid van auto-chips worden gegarandeerd om het doel van nul falen te bereiken. Ten slotte kijkt het uit naar de standaardisatie van de verificatiespecificatie van de autometerchip, de uitgebreide betrouwbaarheidsverificatie, de efficiënte verouderingsscreeningstest en de professionele foutanalyse.
1 Relevante verificatie van meterchip 1.1 IATF16949
In de auto-industrie hebben kwaliteitscertificeringsactiviteiten hun eigen industriële certificeringsnormen en -vereisten in alle delen van de wereld, zoals de VDA6.1-standaard van de Duitse auto-industrie, de EAQF-standaard van Frankrijk, de AVSQ-standaard van Italië en de QS-9000-standaard van de Verenigde Staten. De International Automobile Task Force (IATF), opgericht in 1997, werkte samen met de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO/TC 176) om een uniforme mondiale kwaliteitssysteemnorm en certificering voor de auto-industrie te bereiken. Gebaseerd op de nationale normen van de auto-industrie, werd IATF16949 geformuleerd en geïntroduceerd in 1999. IATF 16949 is de nieuwste norm voor kwaliteitsmanagementsystemen [5]. IATF16949 is een internationale automobielgroep, die klantgericht is en rekening houdt met haar speciale eisen. Met het oog op enkele kwesties waar de auto-industrie de afgelopen jaren veel aandacht aan heeft besteed, zoals de veiligheid van auto's, zijn er nieuwe clausules aan de norm toegevoegd [6,7]. IATF16949 is van toepassing op autofabrikanten en hun directe onderdelenleveranciers. Deze fabrikanten zijn rechtstreeks verbonden met de autoproductie, die via dergelijke activiteiten productieactiviteiten kunnen verwerken en waarde aan hun producten kunnen toevoegen. In de hele chipsindustrie moeten waferfabrieken en verpakkingsfabrieken bijvoorbeeld autochips produceren in strikte overeenstemming met de IATF16949-standaard. En de eenheden die alleen ondersteunende functies hebben, zoals ontwerp- en distributiecentra, hoeven deze certificering niet te behalen [8].
1.2 AEC-standaardcertificering
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council werd in 1994 opgericht door drie Noord-Amerikaanse autobedrijven (Chrysler, Ford en General Motors) om een reeks algemene kwaliteitssysteemnormen vast te stellen [9]. AEC stelde de normen voor productkwaliteitscontrole vast, promootte de implementatie van universaliteit van auto-onderdelen en legde een goede basis voor de snelle ontwikkeling van de markt. De specificaties omvatten voornamelijk AEC-Q100 (geïntegreerde schakeling IC), AEC-Q101 (discrete component), AEC-Q102 (discrete foto-elektrische LED), AEC-Q104 (multi-chip component) en AEC-Q200 (passieve component). Onder hen is AEC-Q100 een verificatiespecificatie voor IC-geïntegreerde schakelingen. Het doel ervan is om de kwaliteit en betrouwbaarheid te bepalen van apparaten die aan bepaalde eisen kunnen voldoen door middel van stresstests in de toepassing [10].
1.2.1Autometerchipontwerp
Op basis van de gebruiksfunctie van het product, de werkomstandigheden (spanning, frequentiebereik, enz.) en de celontwerpbibliotheektechnologie die in de chip wordt gebruikt, wordt het circuitontwerpprincipe bepaald om te voldoen aan de vereisten van de autometerchip. Het implementatieproces kan potentiële storingsmodi identificeren, hun impact op het systeem en de klanten, en de ernst en mogelijke oorzaken ervan bepalen. Gezien het redundantieontwerp kan dit ontwerp potentiële fouten bij het bewaren van gegevens in de vorm van foutcorrectiecodes voorkomen en defecte eenheden vervangen. Zet een zelftestmechanisme op, voeg enkele padknooppunten in het circuit toe om te testen gedurende een redelijke testtijd van de chip, ontdek de defecte eenheden op tijd en voer een relevante behandeling uit om de invloed veroorzaakt door procesfluctuaties te verminderen. In de chipontwerpfase moeten we beginnen met het chipbetrouwbaarheidsexperiment. Het gebruik van computerondersteunde technische analyse- en simulatietools kan de productbetrouwbaarheid in kortere tijd verbeteren. Hulpmiddelen zoals eindige elementenanalyse, thermische analyse en betrouwbaarheidsvoorspellingsmodellen worden steeds vaker gebruikt, zodat de autometerchip de betrouwbaarheid en stabiliteit van het apparaat aan het begin van het ontwerp actief verbetert.
1.2.2Chipproductie
De belangrijkste stappen bij de productie van wafers omvatten ionenimplantatie, fotolithografie, etsen en coaten. In elk proces is het noodzakelijk om de optimale parameters te achterhalen door middel van wiskundig statistisch onderzoek en analysehulpmiddelen, om te voldoen aan de eisen van het verbeteren van de chipopbrengst en -kwaliteit. Fab Factory kan de stabiliteit van het proces garanderen door de specifieke testparameters, chipnummer, frequentie en andere informatie van elk proces te detecteren.
1.2.3chip testen
Probeer binnen een redelijke tijd de maximale testdekking te bereiken en de defecte producten vooraf te screenen om te voorkomen dat ze naar de klant stromen. Een belangrijke manier om de chip sneller en effectiever te testen is door het zelftestontwerp van de chip, waardoor ook de afhankelijkheid van externe ATE-bronnen kan worden verminderd. De standaardinstelling van testlimieten voor goede producten kan gebaseerd zijn op de aanbevelingen in het AEC_Q004-document en een bepaalde formule voor standaardafwijking van gegevens, statische patlimieten = robuust gemiddelde & plus Mn; 6 Robuuste Sigma。 Door middel van big data-analyse kunnen procesfluctuaties worden beheerst om de stabiliteit van de productkwaliteit te garanderen. Deze methode kan regelmatig worden beoordeeld en bijgewerkt. Het falen van het product vóór gebruik is de opbrengst, en het falen van het product tijdens gebruik is de betrouwbaarheid. Het testen van de chip houdt dus rechtstreeks verband met de betrouwbaarheid van de chip. De badkuipcurve bestaat uit drie delen: vroege demonperiode, stabiele periode en verliesperiode. De inbrandtest is een belangrijke stap bij het testen van ATV-chips (automobiel). De belangrijkste functie is het verwijderen van vroegtijdige foutchips van producten voordat de chip wordt verzonden om een hoge betrouwbaarheid van de gebruiker te bereiken. De vroege fase is de fase met een relatief hoog faalpercentage. Het falen van de chip wordt meestal veroorzaakt door inherente defecten of problemen van de chip, zoals ontwerpfouten, een abnormaal productieproces of inherente materiaalfouten. Deze defecten zullen leiden tot storingen die verband houden met tijd en stress, en het faalpercentage wordt meestal gekenmerkt door Dppm. Concreet moet de chip gedurende een bepaalde periode worden onderworpen aan een verouderingstest van 100%, zoals het toepassen van voorspanning en hoge temperaturen, en vervolgens moet de normale ATE-test worden uitgevoerd om te screenen [11]. De stabiele periode in de badkuipcurve (Figuur 1) geeft aan dat het uitvalpercentage van de chip relatief stabiel is tijdens zijn levensduur, en het falen ervan wordt meestal beschreven in termen van FIT (falen in de tijd) of MTBF (Mean Time Between Failure) uur. De verliesfase geeft aan dat het uitvalpercentage van de chip begint te stijgen als gevolg van het interne circuitverlies van de chip, wat betekent dat de chip zijn maximale levensduur heeft bereikt.
AEC-Q100, als standaard voor de elektronische betrouwbaarheidsverificatie van auto's, heeft de volgende hoofddoelen: (1) Klanten hebben normen en specificaties ter referentie; (2) De chipleverancier kan de mogelijke fouten in de chip elimineren. Tabel 1 laat zien dat AEC-Q100 is onderverdeeld in verschillende productkwaliteiten, afhankelijk van de werkomgevingstemperatuur van het apparaat, die verband houdt met de specifieke toepassing van de chip. Het werktemperatuurbereik van de strengste standaard is -40 ~ 150 ℃. De leverancier moet het productontwerp voortdurend optimaliseren, geavanceerde en stabiele productie- en verpakkingsprocessen toepassen en strikte testprocedures hanteren om te voldoen aan de hoge standaardvereisten voor werktemperatuur en betrouwbaarheid van auto-meterchips.
AEC-Q100 definieert de verificatie- en bijbehorende kaartcontrolestandaarden die door de chip worden vereist in verschillende fasen, zoals ontwerp, productie, verpakking, testen en massaproductie. Wat de inhoud betreft, omvat het specifiek 41 tests in 7 categorieën, zoals weergegeven in figuur 2, het verificatieproces en de specificatie-inhoud van AEC-Q100 Rev-H [12]. Het kan grofweg worden onderverdeeld in: Groep A (versnelde omgevingsstresstest), Groep B (versnelde test van de levensduur), Groep C (pakketintegriteitstest), Groep D (betrouwbaarheidstest op waferniveau), Groep E (elektrische verificatietest), Groep F (screenbaarheidstest) en Groep G (integriteitstest van verzegelde verpakkingen). Momenteel is AEC-Q100 een belangrijke specificatie geworden voor autometerchips. Meestal moeten leveranciers van autometerchips de verificatie van hun projecten voltooien en vervolgens "zelf verklaren" dat hun producten de relevante verificatieresultaten hebben doorstaan. AEC geeft geen enkele certificering aan leveranciers. Vanwege het kleine aantal monsters zijn deze tests noodzakelijk en onvoldoende, wat de beperkingen van deze methode weerspiegelt. De test kan worden gebruikt om de bruikbaarheid van apparaten te ontkennen, maar er kan niet worden vastgesteld dat in massa geproduceerde chips in specifieke scenario's aan de gebruiksnormen voldoen. Daarom is de verouderingstest van in massa geproduceerde auto-chips bijzonder belangrijk, waardoor de chips die aan klanten worden geleverd in een stabiele periode worden geleverd en de betrouwbaarheid van auto-chips wordt verbeterd. Tegelijkertijd kan enerzijds door middel van foutanalyse de hoofdoorzaak van het falen van de chip worden geïdentificeerd en kunnen overeenkomstige maatregelen worden genomen om het probleem uit te roeien; aan de andere kant kunnen we, gericht op de inherente defecten, de test optimaliseren en aanscherpen om ze uit te sluiten, om zo het doel van een nul-uitvalpercentage van de auto-meterchip te bereiken. 2 Het falen van halfgeleiders is onvermijdelijk in het proces van onderzoek, productie en gebruik. Door middel van gerichte foutanalyse: (1) Het kan ontwerpers helpen de defecten in het chipontwerp te ontdekken; het resultaat kan bijvoorbeeld worden geverifieerd door FIB-circuitreparatie. (2) We kunnen de gebreken ontdekken die bestaan in de productie- en verpakkingsprocessen van de chip, en praktische verbeteringsprogramma's voorstellen. (3) Evalueer de geldigheid van verschillende testvectoren en zorg voor de nodige aanvulling voor de productietest. De faalanalyse van de chip is voornamelijk gebaseerd op de microwereld, waarbij deze wordt waargenomen en geanalyseerd vanuit de aspecten van elektriciteit, natuurkunde, scheikunde en materialen, en in essentie de oorzaken van chipfalen worden opgespoord [13]. De belangrijkste analysehulpmiddelen en testmethoden worden weergegeven in Figuur 3. De complexiteit van halfgeleiderprocessen wordt steeds hoger, wat ook meer problemen met zich meebrengt bij de faalanalyse. De reductie van de lijnbreedte vereist bijvoorbeeld een hogere resolutie van de elektronenmicroscoop, en de reductie van de afstand tussen de metaallagen vergroot de moeilijkheid van de monstervoorbereiding. Door het faalfenomeen, gecombineerd met het chipontwerp en werkingsprincipe, kan nauwkeurige informatie en gegevens van de chip worden beheerst, zodat een correcte analyse en oordeel kan worden gemaakt. Het faalmechanisme van algemene halfgeleiderchips na gebruik kan in de volgende categorieën worden onderverdeeld [14]. (1) Er zijn gebreken in het chipontwerp, die voornamelijk weerspiegelen dat de functie van de chip niet kan worden gerealiseerd. (2) De daarmee samenhangende tekortkomingen van de ontologie, zoals defecten aan halfgeleidermaterialen of problemen met het substraat zelf dat in verpakkingen wordt gebruikt. (3) Storing veroorzaakt door procesfluctuaties. ① gerelateerde fouten van de diëlektrische laag van de chip, zoals poortoxide, intermetallische diëlektrische laag en andere defecten; ② Er zijn defecten tussen het siliciumsubstraat en de SiO2-interface, zoals dislocatie; ③ Metaalcorrosie van de metalen verbindingslaag aan de achterkant van de chip, veroorzaakt door elektromigratie van metaal of vervuiling die halogeen en halogenide bevat; ④ Kortsluiting of open circuit veroorzaakt door pinverbinding veroorzaakt door onredelijke verpakkingsprocesparameters. (4) De door de test geïntroduceerde fout wordt voornamelijk veroorzaakt door de overkill van de chip, veroorzaakt door de onredelijke instelling van de testvectorspanning.
De veiligheid en betrouwbaarheid van de meterchip zijn de belangrijkste overwegingen, die niet alleen tot uiting komen in de ontwerp- en ontwikkelingsfase van de chip, maar ook bijzonder belangrijk zijn bij de testscreening en betrouwbaarheidsverificatie. Het brede marktperspectief zorgt ervoor dat steeds meer chipleveranciers dit veld betreden en zich aansluiten bij de industriële planning van auto-chips. Gecombineerd met de eisen van de supply chain kwaliteitsmanagementstandaard IATF16949 en AEC-Q100 betrouwbaarheid, moeten het huidige proces en systeem voor autometerchipverificatie worden verbeterd. (1) Het is noodzakelijk dat technische experts (hele auto, chipontwerp, productie, verpakking en chiptesten, enz.) een reeks meer professionele, gestandaardiseerde en stroomgerichte normen vaststellen voor het opzetten van een standaardisatiesysteem voor auto-meterchips . (2) De verificatie van de betrouwbaarheid van chips moet uitgebreider zijn en de betrouwbaarheid van producten moet worden ontworpen en vervaardigd. (3) De verouderingstest moet efficiënter. De autometerchip kan apparaten voor vroegtijdig falen met 100% veroudering verwijderen, wat de rol van de verouderingstest zal benadrukken wanneer de Weibull-verdelingsparameter β kleiner is dan 1, dat wil zeggen dat het percentage vroegtijdige mislukkingen een aanzienlijk neerwaartse trend vertoont. Uitgaande van het elimineren van het vroegtijdig falen van chips, geldt: hoe korter de verouderingstesttijd, hoe beter. (4) De analyse van de hoofdoorzaak van de defecte chip moet een gesloten lus vormen. In het bijzonder is het nodig om de defecte chips te achterhalen die gemist worden omdat de kaartcontrole van procesproductieparameters onredelijk is of de testdekking niet alomvattend genoeg is, omdat dit batchproblemen kan veroorzaken. Verschillende gevallen van falen vereisen gegevensverzameling en uitgebreide analyse van de aspecten van chipontwerp, procesproductie, pakkettesten, apparaatgebruik, enz., om de hoofdoorzaak van falen te achterhalen en vervolgens terug te koppelen om oplossingen te vormen. Tegelijkertijd moet de chipproductielijn actievere professionele monitoringtechnologieën toepassen, zoals CPK-technologie, SPC-technologie en PPM-technologie, die de productiecapaciteit en processtabiliteit kunnen analyseren en voorspellen [15]. 4 ConclusieIn de praktijk worden vaak problemen met de voorbereiding van TSP-gegevens en de visualisatie van TSP-gegevens aangetroffen. Gebaseerd op praktische werkervaring, vat dit artikel de twee bovenstaande methoden samen voor het maken van TSP-datavisualisatie om TSP-dataverwerkingsproblemen op te lossen.
Disclaimer: dit artikel is overgenomen uit "Semiconductor Online". Dit artikel vertegenwoordigt alleen de persoonlijke mening van de auteur en vertegenwoordigt niet de mening van Sacco Micro en de industrie. Het herdrukken en delen is alleen bedoeld om de bescherming van intellectuele eigendomsrechten te ondersteunen. Vermeld bij herdruk de originele bron en auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.
Bedrijf Tel: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li
Vraag: 332496225 Manager Qiu
Adres: Kamer 809, Blok C, Zhantao Technology Building, No.1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen
Gerelateerde aanbevelingen
粤公网安备44030002007346号