Hotline usługi
Wiadomości
Wiadomości
Proces i perspektywy weryfikacji chipów pojazdu
2022-03-17
1205
Z analizy wynika, że wraz z szybkim rozwojem nowych samochodów energetycznych i autonomicznych funkcja chipa pomiarowego samochodowego staje się coraz ważniejsza, co stanowi ważny kierunek zastosowań przemysłu chipowego. W artykule wyjaśniono odpowiedni proces weryfikacji, specyfikacje i standardy firm zajmujących się projektowaniem obwodów scalonych wchodzących w dziedzinę chipów do mierników samochodowych, odpowiednią weryfikację niezawodności i analizę awarii chipów do mierników samochodowych, omówiono cel zerowej defektów w masowej produkcji chipów do mierników samochodowych, analizowano problemy i ograniczenia w rozwoju krajowych chipów pomiarowych do samochodów i oczekuje kierunku rozwoju.
0 wprowadzenie
Wraz z dogłębnym rozwojem elektroniki samochodowej i czterema nowymi modernizacjami (elektryfikacja, tworzenie sieci, inteligencja i udostępnianie) wprowadzonymi przez przemysł motoryzacyjny, otwiera to nowe możliwości zastosowania chipów półprzewodnikowych w branży motoryzacyjnej. W ostatnich latach popyt szybko rośnie, co przynosi nowe zmiany przemysłowe na rynku motoryzacyjnym. Spraw, aby chipy wskaźników samochodowych odgrywały coraz ważniejszą rolę w obszarach zastosowań, takich jak sterowanie mocą, sterowanie podwoziem i rozrywka [1]. W ciągu ostatnich pięciu lat złożona roczna stopa wzrostu światowego rynku półprzewodników motoryzacyjnych wyniosła około 4.8%, podczas gdy chińskiego rynku półprzewodników samochodowych wyniosła 11.6%. Dzieje się tak głównie dlatego, że stopień elektronizacji nowych pojazdów energetycznych jest coraz wyższy, co powoduje znaczny wzrost zapotrzebowania na różne półprzewodniki samochodowe [2]. Według przewidywań Deloitte przychody branży półprzewodników motoryzacyjnych w 60 roku przekroczą 2022 miliardów dolarów [3], co z pewnością przyciągnie do udziału kolejnych producentów chipów. W porównaniu z konsumenckimi chipami elektronicznymi, chipy wskaźników samochodowych są bardziej wymagające. (1) Chipy samochodowe są wyższe niż standardy chipów konsumenckich i przemysłowych; (2) Chipy wskaźników samochodowych mają bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące środowiska pracy, takie jak temperatura, wilgotność, kompatybilność elektromagnetyczna i szkodliwa erozja gazowa, które mają różne wymagania w zależności od różnych zastosowań; (3) Opracowanie i weryfikacja chipa miernika samochodowego jest kosztowna, ma wysoki próg i długi cykl; (4) Musi przejść odpowiednie standardy audytu. Chip miernika musi spełniać dwa warunki: (1) spełnia normę zarządzania jakością łańcucha dostaw o zerowej awaryjności IATF 16949; (2) Spełniają standardy niezawodności AEC forsowane przez przemysł samochodowy w Ameryce Północnej. Ze względu na długi cykl projektowy i wysokie bariery techniczne cała branża chipów samochodowych jest zmonopolizowana przez zagranicznych gigantów, takich jak Infineon i Renesas, którzy skupiają się na segmentach rynku wysokiej klasy chipów samochodowych. W tym samym czasie w Chinach pojawiło się dziesiątki firm zajmujących się projektowaniem chipów, które stały się dostawcami samochodowych chipów elektronicznych, obejmujących różne typy układów wspomagających kierowcę, centralne sterowanie, zarządzanie akumulatorami, czujniki obrazu i procesory sygnałowe [4]. Międzynarodowe firmy zajmujące się tradycyjnymi samochodami, takie jak Toyota, Ford i Volkswagen, aktywnie angażują się w badania i rozwój elektronicznych chipów samochodowych. Niektóre główne firmy samochodowe w Chinach są również zaangażowane w badania i rozwój chipów, takie jak BYD i SAIC, które biorą udział w badaniach i rozwoju chipów w różnych formach i uwzględniają nową rewolucję w branży chipów samochodowych. Łatwiej jest im łączyć własne scenariusze zastosowań i zasoby finansowe, aby promować szybkie wprowadzenie konstrukcji chipów. Tesla, reprezentowana przez nową energię, wypuściła na rynek chipy FSD i rozpoczęła się rywalizacja w zakresie jazdy automatycznej na wysokim poziomie. Przemysł motoryzacyjny wkroczył w erę inteligencji. Biorąc pod uwagę ogromny rynek chipów do mierników samochodowych, zgodnie z ich charakterystyką zastosowania i standardowymi wymaganiami dotyczącymi wejścia na tę dziedzinę, w artykule skupiono się na omówieniu warunków weryfikacji norm niezawodności IATF 16949 i AEC dotyczących wejścia na tę dziedzinę. Dzięki testowi przesiewowemu starzenia i analizie przyczyn źródłowych uszkodzonych chipów można zapewnić niezawodność chipów miernika samochodowego, aby osiągnąć cel, jakim jest zerowa awaria. Wreszcie oczekuje standaryzacji specyfikacji weryfikacji chipa miernika samochodowego, kompleksowej weryfikacji niezawodności, skutecznego testu przesiewowego starzenia i profesjonalnej analizy awarii.
1 Odpowiednia weryfikacja chipa miernika 1.1 IATF16949
W przemyśle motoryzacyjnym działalność związana z certyfikacją jakości ma własne standardy i wymagania dotyczące certyfikacji branżowej we wszystkich częściach świata, takie jak norma VDA6.1 niemieckiego przemysłu samochodowego, norma EAQF we Francji, norma AVSQ we Włoszech i norma QS-9000 Stany Zjednoczone. Międzynarodowa Grupa Zadaniowa ds. Samochodów (IATF), utworzona w 1997 r., współpracowała z Międzynarodową Organizacją Normalizacyjną (ISO/TC 176) w celu osiągnięcia jednolitej globalnej normy systemu jakości i certyfikacji dla przemysłu samochodowego. W oparciu o krajowe standardy przemysłu samochodowego, IATF16949 został sformułowany i wprowadzony w 1999 roku. IATF 16949 jest najnowszym standardem dotyczącym systemu zarządzania jakością [5]. IATF16949 to międzynarodowa grupa samochodowa, która jest zorientowana na klienta i uwzględnia jego specjalne wymagania. Ze względu na pewne kwestie, na które w ostatnich latach przemysł motoryzacyjny zwrócił szczególną uwagę, takie jak bezpieczeństwo pojazdów, do normy dodano nowe klauzule [6,7]. IATF16949 ma zastosowanie do producentów samochodów i ich bezpośrednich dostawców części. Producenci ci są bezpośrednio związani z produkcją samochodów, która może przetwarzać działalność produkcyjną i poprzez taką działalność dodawać wartość do swoich produktów. Na przykład w całym łańcuchu przemysłowym chipów fabryki płytek i fabryki opakowań muszą produkować chipy samochodowe w ścisłej zgodności z normą IATF16949. Natomiast jednostki pełniące jedynie funkcje pomocnicze, takie jak centra projektowe i dystrybucyjne, nie muszą uzyskiwać tego certyfikatu [8].
1.2 Certyfikat standardu AEC
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council została założona w 1994 roku przez trzy północnoamerykańskie firmy samochodowe (Chrysler, Ford i General Motors) w celu ustalenia zestawu ogólnych standardów systemu jakości [9]. AEC ustanowiło standardy kontroli jakości produktów, promowało wdrażanie uniwersalności części samochodowych i położyło dobre podstawy pod szybki rozwój rynku. Jego specyfikacje obejmują głównie AEC-Q100 (układ scalony IC), AEC-Q101 (element dyskretny), AEC-Q102 (dyskretna fotoelektryczna dioda LED), AEC-Q104 (element wieloukładowy) i AEC-Q200 (element pasywny). Wśród nich AEC-Q100 to specyfikacja weryfikacyjna dla układów scalonych IC. Jego celem jest określenie jakości i niezawodności urządzeń, które mogą spełnić określone wymagania, poprzez testy obciążeniowe w aplikacji [10].
1.2.1Projekt chipa wskaźnika samochodowego
Na podstawie funkcji użytkowania produktu, warunków pracy (napięcie, zakres częstotliwości itp.) oraz technologii biblioteki konstrukcji ogniw zastosowanej w chipie, zasada projektowania obwodów została określona tak, aby spełniała wymagania chipa miernika samochodowego. Proces wdrożenia może zidentyfikować potencjalne tryby awarii, ich wpływ na system i klientów oraz określić ich wagę i możliwe przyczyny. Biorąc pod uwagę projekt redundancji, projekt ten pozwala uniknąć potencjalnych błędów przechowywania danych w postaci kodów korygujących błędy i umożliwia wymianę uszkodzonych jednostek. Ustanów mechanizm samotestowania, dodaj kilka węzłów ścieżki w obwodzie do testowania przez rozsądny czas testowania chipa, znajdź wadliwe jednostki na czas i przeprowadź odpowiednie leczenie, aby zmniejszyć wpływ powodowany przez wahania procesu. Na etapie projektowania chipa powinniśmy zacząć rozważać eksperyment z niezawodnością chipa. Korzystanie z narzędzi do analizy inżynierskiej wspomaganej komputerowo i narzędzi symulacyjnych może poprawić niezawodność produktu w krótszym czasie. Coraz szerzej stosowane są narzędzia takie jak analiza elementów skończonych, analiza termiczna i model przewidywania niezawodności, dzięki czemu chip miernika samochodowego aktywnie poprawia niezawodność i stabilność urządzenia już na początku projektowania.
1.2.2Produkcja chipów
Główne etapy produkcji płytek obejmują implantację jonów, fotolitografię, trawienie i powlekanie. W każdym procesie konieczne jest ustalenie optymalnych parametrów za pomocą narzędzi do badań statystyki matematycznej i narzędzi analitycznych, aby spełnić wymagania dotyczące poprawy wydajności i jakości chipów. Fabryka Fab może zapewnić stabilność procesu, wykrywając określone parametry testowe, numer chipa, częstotliwość i inne informacje dotyczące każdego procesu.
1.2.3testowanie chipów
Staraj się osiągnąć maksymalny zasięg testów w rozsądnym czasie i eliminuj wadliwe produkty z wyprzedzeniem, aby uniknąć przepływu do klienta. Ważnym sposobem szybszego i skuteczniejszego testowania chipa jest projekt autotestu chipa, który może również zmniejszyć zależność od zewnętrznych zasobów ATE. Standardowe ustawienie limitów testowych dla dobrych produktów może opierać się na zaleceniach zawartych w dokumencie AEC_Q004 i pewnym wzorze odchylenia standardowego danych, statyczne limity patologii = solidna średnia & plus Mn; 6 Solidnych Sigm. Dzięki analizie dużych zbiorów danych można kontrolować wahania procesów, aby zapewnić stabilność jakości produktu. Metodę tę można regularnie przeglądać i aktualizować. Awaria produktu przed użyciem to wydajność, a awaria produktu podczas użytkowania to niezawodność, więc testowanie chipa jest bezpośrednio związane z niezawodnością chipa. Krzywa wanny składa się z trzech części: wczesnego okresu demonicznego, okresu stabilnego i okresu straty. Test wypalania jest ważnym krokiem w testowaniu chipów ATV (motoryzacja). Jego główną funkcją jest usuwanie wczesnych awarii chipów produktów przed wysyłką chipa, aby osiągnąć wysoką niezawodność użytkownika. Wczesny etap to etap o stosunkowo wysokim wskaźniku awaryjności. Awaria chipa jest zwykle spowodowana przez wrodzone wady lub problemy chipa, takie jak wady konstrukcyjne, nieprawidłowy proces produkcyjny lub wrodzone wady materiałowe. Wady te prowadzą do awarii związanych z czasem i stresem, a wskaźnik awaryjności charakteryzuje się zwykle Dppm. W szczególności chip powinien zostać poddany 100% testowi starzenia przez pewien okres czasu, np. przy zastosowaniu napięcia polaryzacji i wysokiej temperatury, a następnie należy przeprowadzić normalny test ATE na ekranie [11]. Stabilny okres na krzywej wanny (rysunek 1) oznacza, że wskaźnik awaryjności chipa jest stosunkowo stabilny w całym okresie jego użytkowania, a jego awarie są zwykle opisywane w kategoriach FIT (awaria w czasie) lub MTBF (średni czas między awariami). godziny. Etap utraty wskazuje, że wskaźnik awaryjności chipa zaczyna rosnąć z powodu utraty obwodu wewnętrznego chipa, co oznacza, że chip osiągnął swój limit żywotności.
AEC-Q100, jako standard weryfikacji niezawodności elektroniki samochodowej, ma następujące główne cele: (1) Klienci mają standardy i specyfikacje w celach informacyjnych; (2) Dostawca chipa może wyeliminować potencjalne usterki, które mogą występować w chipie. Tabela 1 pokazuje, że AEC-Q100 dzieli się na różne klasy produktów w zależności od temperatury środowiska pracy urządzenia, co jest powiązane ze specyficznym zastosowaniem chipa. Zakres temperatur pracy według najsurowszego, najwyższego standardu wynosi -40 ~ 150 ℃. Dostawca musi stale optymalizować projekt produktu, wdrażać zaawansowane i stabilne procesy produkcyjne i pakowania oraz stosować rygorystyczne procedury testowe, aby spełnić wysokie wymagania dotyczące temperatury pracy i niezawodności chipów wskaźników samochodowych.
Bezpieczeństwo i niezawodność chipa pomiarowego są dla niego najważniejsze, co znajduje odzwierciedlenie nie tylko na etapie projektowania i rozwoju chipa, ale także jest szczególnie ważne podczas kontroli testowej i weryfikacji niezawodności. Szerokie perspektywy rynkowe sprawiają, że coraz więcej dostawców chipów zaczyna wkraczać na tę dziedzinę i przyłączać się do planowania przemysłowego chipów do wskaźników samochodowych. W połączeniu z wymaganiami normy zarządzania jakością w łańcuchu dostaw IATF16949 i niezawodnością AEC-Q100, obecny proces i system weryfikacji chipów wskaźników samochodowych wymagają udoskonalenia. (1) Niezbędne jest, aby eksperci techniczni (cały samochód, projekt chipów, produkcja, pakowanie i testowanie chipów itp.) ustanowili zestaw bardziej profesjonalnych, znormalizowanych i zorientowanych na przepływ standardów w celu ustanowienia systemu standaryzacji chipów mierników samochodowych . (2) Weryfikacja niezawodności chipów musi być bardziej kompleksowa, a niezawodność produktów należy projektować i wytwarzać. (3) Badanie starzenia musi być skuteczniejsze. Chip miernika samochodowego może usunąć wczesne awarie urządzeń o 100% starzenia, co podkreśli rolę testu starzenia, gdy parametr rozkładu Weibulla β jest mniejszy niż 1, to znaczy, że wskaźnik wczesnej awarii wykazuje znaczną tendencję spadkową. Zakładając, że eliminuje się wczesną awarię chipów, im krótszy czas testu starzenia, tym lepiej. (4) Analiza pierwotnej przyczyny uszkodzonego chipa musi tworzyć zamkniętą pętlę. W szczególności konieczne jest znalezienie uszkodzonych chipów, które zostały pominięte, ponieważ kontrola karty parametrów produkcyjnych procesu jest nieuzasadniona lub zakres testów nie jest wystarczająco kompleksowy, ponieważ może to powodować problemy wsadowe. Różne przypadki awarii wymagają gromadzenia danych i kompleksowej analizy z zakresu projektowania chipów, produkcji procesów, testowania opakowań, użytkowania urządzeń itp., aby znaleźć pierwotną przyczynę awarii, a następnie uzyskać informacje zwrotne w celu opracowania rozwiązań. Jednocześnie linia do produkcji chipów musi stosować bardziej aktywne, profesjonalne technologie monitorowania, takie jak technologia CPK, technologia SPC i technologia PPM, które mogą analizować i przewidywać zdolność produkcyjną oraz stabilność procesu [15]. Wnioski 4W praktyce często spotyka się problemy związane z przygotowaniem danych TSP i wizualizacją danych TSP. W oparciu o praktyczne doświadczenia zawodowe w artykule podsumowano dwie powyższe metody wizualizacji danych TSP w celu rozwiązania problemów związanych z przetwarzaniem danych TSP.
0 wprowadzenie
Wraz z dogłębnym rozwojem elektroniki samochodowej i czterema nowymi modernizacjami (elektryfikacja, tworzenie sieci, inteligencja i udostępnianie) wprowadzonymi przez przemysł motoryzacyjny, otwiera to nowe możliwości zastosowania chipów półprzewodnikowych w branży motoryzacyjnej. W ostatnich latach popyt szybko rośnie, co przynosi nowe zmiany przemysłowe na rynku motoryzacyjnym. Spraw, aby chipy wskaźników samochodowych odgrywały coraz ważniejszą rolę w obszarach zastosowań, takich jak sterowanie mocą, sterowanie podwoziem i rozrywka [1]. W ciągu ostatnich pięciu lat złożona roczna stopa wzrostu światowego rynku półprzewodników motoryzacyjnych wyniosła około 4.8%, podczas gdy chińskiego rynku półprzewodników samochodowych wyniosła 11.6%. Dzieje się tak głównie dlatego, że stopień elektronizacji nowych pojazdów energetycznych jest coraz wyższy, co powoduje znaczny wzrost zapotrzebowania na różne półprzewodniki samochodowe [2]. Według przewidywań Deloitte przychody branży półprzewodników motoryzacyjnych w 60 roku przekroczą 2022 miliardów dolarów [3], co z pewnością przyciągnie do udziału kolejnych producentów chipów. W porównaniu z konsumenckimi chipami elektronicznymi, chipy wskaźników samochodowych są bardziej wymagające. (1) Chipy samochodowe są wyższe niż standardy chipów konsumenckich i przemysłowych; (2) Chipy wskaźników samochodowych mają bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące środowiska pracy, takie jak temperatura, wilgotność, kompatybilność elektromagnetyczna i szkodliwa erozja gazowa, które mają różne wymagania w zależności od różnych zastosowań; (3) Opracowanie i weryfikacja chipa miernika samochodowego jest kosztowna, ma wysoki próg i długi cykl; (4) Musi przejść odpowiednie standardy audytu. Chip miernika musi spełniać dwa warunki: (1) spełnia normę zarządzania jakością łańcucha dostaw o zerowej awaryjności IATF 16949; (2) Spełniają standardy niezawodności AEC forsowane przez przemysł samochodowy w Ameryce Północnej. Ze względu na długi cykl projektowy i wysokie bariery techniczne cała branża chipów samochodowych jest zmonopolizowana przez zagranicznych gigantów, takich jak Infineon i Renesas, którzy skupiają się na segmentach rynku wysokiej klasy chipów samochodowych. W tym samym czasie w Chinach pojawiło się dziesiątki firm zajmujących się projektowaniem chipów, które stały się dostawcami samochodowych chipów elektronicznych, obejmujących różne typy układów wspomagających kierowcę, centralne sterowanie, zarządzanie akumulatorami, czujniki obrazu i procesory sygnałowe [4]. Międzynarodowe firmy zajmujące się tradycyjnymi samochodami, takie jak Toyota, Ford i Volkswagen, aktywnie angażują się w badania i rozwój elektronicznych chipów samochodowych. Niektóre główne firmy samochodowe w Chinach są również zaangażowane w badania i rozwój chipów, takie jak BYD i SAIC, które biorą udział w badaniach i rozwoju chipów w różnych formach i uwzględniają nową rewolucję w branży chipów samochodowych. Łatwiej jest im łączyć własne scenariusze zastosowań i zasoby finansowe, aby promować szybkie wprowadzenie konstrukcji chipów. Tesla, reprezentowana przez nową energię, wypuściła na rynek chipy FSD i rozpoczęła się rywalizacja w zakresie jazdy automatycznej na wysokim poziomie. Przemysł motoryzacyjny wkroczył w erę inteligencji. Biorąc pod uwagę ogromny rynek chipów do mierników samochodowych, zgodnie z ich charakterystyką zastosowania i standardowymi wymaganiami dotyczącymi wejścia na tę dziedzinę, w artykule skupiono się na omówieniu warunków weryfikacji norm niezawodności IATF 16949 i AEC dotyczących wejścia na tę dziedzinę. Dzięki testowi przesiewowemu starzenia i analizie przyczyn źródłowych uszkodzonych chipów można zapewnić niezawodność chipów miernika samochodowego, aby osiągnąć cel, jakim jest zerowa awaria. Wreszcie oczekuje standaryzacji specyfikacji weryfikacji chipa miernika samochodowego, kompleksowej weryfikacji niezawodności, skutecznego testu przesiewowego starzenia i profesjonalnej analizy awarii.
1 Odpowiednia weryfikacja chipa miernika 1.1 IATF16949
W przemyśle motoryzacyjnym działalność związana z certyfikacją jakości ma własne standardy i wymagania dotyczące certyfikacji branżowej we wszystkich częściach świata, takie jak norma VDA6.1 niemieckiego przemysłu samochodowego, norma EAQF we Francji, norma AVSQ we Włoszech i norma QS-9000 Stany Zjednoczone. Międzynarodowa Grupa Zadaniowa ds. Samochodów (IATF), utworzona w 1997 r., współpracowała z Międzynarodową Organizacją Normalizacyjną (ISO/TC 176) w celu osiągnięcia jednolitej globalnej normy systemu jakości i certyfikacji dla przemysłu samochodowego. W oparciu o krajowe standardy przemysłu samochodowego, IATF16949 został sformułowany i wprowadzony w 1999 roku. IATF 16949 jest najnowszym standardem dotyczącym systemu zarządzania jakością [5]. IATF16949 to międzynarodowa grupa samochodowa, która jest zorientowana na klienta i uwzględnia jego specjalne wymagania. Ze względu na pewne kwestie, na które w ostatnich latach przemysł motoryzacyjny zwrócił szczególną uwagę, takie jak bezpieczeństwo pojazdów, do normy dodano nowe klauzule [6,7]. IATF16949 ma zastosowanie do producentów samochodów i ich bezpośrednich dostawców części. Producenci ci są bezpośrednio związani z produkcją samochodów, która może przetwarzać działalność produkcyjną i poprzez taką działalność dodawać wartość do swoich produktów. Na przykład w całym łańcuchu przemysłowym chipów fabryki płytek i fabryki opakowań muszą produkować chipy samochodowe w ścisłej zgodności z normą IATF16949. Natomiast jednostki pełniące jedynie funkcje pomocnicze, takie jak centra projektowe i dystrybucyjne, nie muszą uzyskiwać tego certyfikatu [8].
1.2 Certyfikat standardu AEC
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council została założona w 1994 roku przez trzy północnoamerykańskie firmy samochodowe (Chrysler, Ford i General Motors) w celu ustalenia zestawu ogólnych standardów systemu jakości [9]. AEC ustanowiło standardy kontroli jakości produktów, promowało wdrażanie uniwersalności części samochodowych i położyło dobre podstawy pod szybki rozwój rynku. Jego specyfikacje obejmują głównie AEC-Q100 (układ scalony IC), AEC-Q101 (element dyskretny), AEC-Q102 (dyskretna fotoelektryczna dioda LED), AEC-Q104 (element wieloukładowy) i AEC-Q200 (element pasywny). Wśród nich AEC-Q100 to specyfikacja weryfikacyjna dla układów scalonych IC. Jego celem jest określenie jakości i niezawodności urządzeń, które mogą spełnić określone wymagania, poprzez testy obciążeniowe w aplikacji [10].
1.2.1Projekt chipa wskaźnika samochodowego
Na podstawie funkcji użytkowania produktu, warunków pracy (napięcie, zakres częstotliwości itp.) oraz technologii biblioteki konstrukcji ogniw zastosowanej w chipie, zasada projektowania obwodów została określona tak, aby spełniała wymagania chipa miernika samochodowego. Proces wdrożenia może zidentyfikować potencjalne tryby awarii, ich wpływ na system i klientów oraz określić ich wagę i możliwe przyczyny. Biorąc pod uwagę projekt redundancji, projekt ten pozwala uniknąć potencjalnych błędów przechowywania danych w postaci kodów korygujących błędy i umożliwia wymianę uszkodzonych jednostek. Ustanów mechanizm samotestowania, dodaj kilka węzłów ścieżki w obwodzie do testowania przez rozsądny czas testowania chipa, znajdź wadliwe jednostki na czas i przeprowadź odpowiednie leczenie, aby zmniejszyć wpływ powodowany przez wahania procesu. Na etapie projektowania chipa powinniśmy zacząć rozważać eksperyment z niezawodnością chipa. Korzystanie z narzędzi do analizy inżynierskiej wspomaganej komputerowo i narzędzi symulacyjnych może poprawić niezawodność produktu w krótszym czasie. Coraz szerzej stosowane są narzędzia takie jak analiza elementów skończonych, analiza termiczna i model przewidywania niezawodności, dzięki czemu chip miernika samochodowego aktywnie poprawia niezawodność i stabilność urządzenia już na początku projektowania.
1.2.2Produkcja chipów
Główne etapy produkcji płytek obejmują implantację jonów, fotolitografię, trawienie i powlekanie. W każdym procesie konieczne jest ustalenie optymalnych parametrów za pomocą narzędzi do badań statystyki matematycznej i narzędzi analitycznych, aby spełnić wymagania dotyczące poprawy wydajności i jakości chipów. Fabryka Fab może zapewnić stabilność procesu, wykrywając określone parametry testowe, numer chipa, częstotliwość i inne informacje dotyczące każdego procesu.
1.2.3testowanie chipów
Staraj się osiągnąć maksymalny zasięg testów w rozsądnym czasie i eliminuj wadliwe produkty z wyprzedzeniem, aby uniknąć przepływu do klienta. Ważnym sposobem szybszego i skuteczniejszego testowania chipa jest projekt autotestu chipa, który może również zmniejszyć zależność od zewnętrznych zasobów ATE. Standardowe ustawienie limitów testowych dla dobrych produktów może opierać się na zaleceniach zawartych w dokumencie AEC_Q004 i pewnym wzorze odchylenia standardowego danych, statyczne limity patologii = solidna średnia & plus Mn; 6 Solidnych Sigm. Dzięki analizie dużych zbiorów danych można kontrolować wahania procesów, aby zapewnić stabilność jakości produktu. Metodę tę można regularnie przeglądać i aktualizować. Awaria produktu przed użyciem to wydajność, a awaria produktu podczas użytkowania to niezawodność, więc testowanie chipa jest bezpośrednio związane z niezawodnością chipa. Krzywa wanny składa się z trzech części: wczesnego okresu demonicznego, okresu stabilnego i okresu straty. Test wypalania jest ważnym krokiem w testowaniu chipów ATV (motoryzacja). Jego główną funkcją jest usuwanie wczesnych awarii chipów produktów przed wysyłką chipa, aby osiągnąć wysoką niezawodność użytkownika. Wczesny etap to etap o stosunkowo wysokim wskaźniku awaryjności. Awaria chipa jest zwykle spowodowana przez wrodzone wady lub problemy chipa, takie jak wady konstrukcyjne, nieprawidłowy proces produkcyjny lub wrodzone wady materiałowe. Wady te prowadzą do awarii związanych z czasem i stresem, a wskaźnik awaryjności charakteryzuje się zwykle Dppm. W szczególności chip powinien zostać poddany 100% testowi starzenia przez pewien okres czasu, np. przy zastosowaniu napięcia polaryzacji i wysokiej temperatury, a następnie należy przeprowadzić normalny test ATE na ekranie [11]. Stabilny okres na krzywej wanny (rysunek 1) oznacza, że wskaźnik awaryjności chipa jest stosunkowo stabilny w całym okresie jego użytkowania, a jego awarie są zwykle opisywane w kategoriach FIT (awaria w czasie) lub MTBF (średni czas między awariami). godziny. Etap utraty wskazuje, że wskaźnik awaryjności chipa zaczyna rosnąć z powodu utraty obwodu wewnętrznego chipa, co oznacza, że chip osiągnął swój limit żywotności.
AEC-Q100, jako standard weryfikacji niezawodności elektroniki samochodowej, ma następujące główne cele: (1) Klienci mają standardy i specyfikacje w celach informacyjnych; (2) Dostawca chipa może wyeliminować potencjalne usterki, które mogą występować w chipie. Tabela 1 pokazuje, że AEC-Q100 dzieli się na różne klasy produktów w zależności od temperatury środowiska pracy urządzenia, co jest powiązane ze specyficznym zastosowaniem chipa. Zakres temperatur pracy według najsurowszego, najwyższego standardu wynosi -40 ~ 150 ℃. Dostawca musi stale optymalizować projekt produktu, wdrażać zaawansowane i stabilne procesy produkcyjne i pakowania oraz stosować rygorystyczne procedury testowe, aby spełnić wysokie wymagania dotyczące temperatury pracy i niezawodności chipów wskaźników samochodowych.
AEC-Q100 definiuje weryfikację i powiązane standardy kontroli kart wymagane przez chip na różnych etapach, takich jak projektowanie, produkcja, pakowanie, testowanie i produkcja masowa. Z treści obejmuje w szczególności 41 testów w 7 kategoriach, jak pokazano na rysunku 2, który przedstawia proces weryfikacji i zawartość specyfikacji AEC-Q100 Rev-H [12]. Można go z grubsza podzielić na: Grupę A (przyspieszony test warunków środowiskowych), Grupę B (przyspieszony test trwałości użytkowej), Grupę C (test integralności opakowania), Grupę D (test niezawodności na poziomie płytki), Grupę E (test weryfikacji elektrycznej), Grupa F (test przesiewowy) i Grupa G (test integralności zapieczętowanego opakowania). Obecnie AEC-Q100 stała się ważną specyfikacją dla chipów wskaźników samochodowych. Zwykle dostawcy chipów do wskaźników samochodowych muszą przeprowadzić weryfikację swoich projektów, a następnie „samooświadczyć”, że ich produkty przeszły odpowiednie wyniki weryfikacji. AEC nie będzie wystawiać żadnych certyfikatów dostawcom. Badania te ze względu na małą liczbę próbek są konieczne i niewystarczające, co odzwierciedla ograniczenia tej metody. Testem można zaprzeczyć przydatności urządzeń, ale nie można stwierdzić, czy chipy produkowane masowo spełniają standardy użytkowania w określonych scenariuszach. Dlatego też szczególnie istotne jest badanie przesiewowe starzeniowe chipów samochodowych produkowanych masowo, które zapewnia, że chipy dostarczane są do klientów w stabilnym okresie i poprawia niezawodność chipów mierników samochodowych. Jednocześnie dzięki analizie awarii można z jednej strony zidentyfikować pierwotną przyczynę awarii chipa i podjąć odpowiednie środki w celu wyeliminowania problemu; z drugiej strony, celując w wady wrodzone, możemy zoptymalizować i zaostrzyć test, aby je wyselekcjonować, aby osiągnąć cel, jakim jest zerowy wskaźnik awaryjności chipa wskaźnika samochodowego. 2 Awarie półprzewodników są nieuniknione w procesie badań, produkcji i użytkowania. Poprzez ukierunkowaną analizę awarii: (1) Może pomóc projektantom znaleźć defekty w konstrukcji chipa, na przykład wynik można zweryfikować poprzez naprawę obwodu FIB. (2) Możemy wykryć wady występujące w procesach produkcji i pakowania chipa oraz zaproponować praktyczne plany ulepszeń. (3) Ocenić ważność różnych wektorów testowych i zapewnić niezbędne uzupełnienie testu produkcyjnego. Analiza uszkodzeń chipa opiera się głównie na mikroświecie, obserwacji i analizie go pod kątem elektrycznym, fizycznym, chemicznym i materiałowym oraz poszukiwaniu w istocie przyczyn uszkodzeń chipa [13]. Główne narzędzia analityczne i metody testowe pokazano na rysunku 3. Złożoność procesów półprzewodnikowych staje się coraz większa, co powoduje również coraz większe trudności w analizie uszkodzeń. Przykładowo zmniejszenie szerokości linii wymaga większej rozdzielczości mikroskopu elektronowego, a zmniejszenie odstępu między warstwami metalu zwiększa trudność przygotowania próbki. Dzięki zjawisku awarii, w połączeniu z konstrukcją i zasadą działania chipa, można uzyskać dokładne informacje i dane z chipa, co pozwala na dokonanie prawidłowej analizy i oceny. Mechanizm awarii ogólnych układów półprzewodnikowych po użyciu można podzielić na następujące kategorie [14]. (1) W konstrukcji chipa występują wady, które głównie wynikają z braku możliwości realizacji funkcji chipa. (2) Związane z tym awarie ontologii, takie jak defekty materiałów półprzewodnikowych lub problemy samego podłoża stosowanego w opakowaniach. (3) Awaria spowodowana fluktuacją procesu. ① powiązane awarie warstwy dielektrycznej chipa, takie jak tlenek bramki, międzymetaliczna warstwa dielektryczna i inne defekty; ② Pomiędzy podłożem krzemowym a interfejsem SiO2 występują defekty, takie jak dyslokacja; ③ Korozja metalu metalowej warstwy łączącej na tylnym końcu chipa spowodowana elektromigracją metalu lub zanieczyszczeniami zawierającymi halogeny i halogenki; ④ Zwarcie lub przerwa w obwodzie spowodowane połączeniem pinów spowodowanym nieuzasadnionymi parametrami procesu pakowania. (4) Awaria spowodowana testem jest spowodowana głównie nadmiernym obciążeniem chipa spowodowanym nieuzasadnionym ustawieniem napięcia wektora testowego.
Bezpieczeństwo i niezawodność chipa pomiarowego są dla niego najważniejsze, co znajduje odzwierciedlenie nie tylko na etapie projektowania i rozwoju chipa, ale także jest szczególnie ważne podczas kontroli testowej i weryfikacji niezawodności. Szerokie perspektywy rynkowe sprawiają, że coraz więcej dostawców chipów zaczyna wkraczać na tę dziedzinę i przyłączać się do planowania przemysłowego chipów do wskaźników samochodowych. W połączeniu z wymaganiami normy zarządzania jakością w łańcuchu dostaw IATF16949 i niezawodnością AEC-Q100, obecny proces i system weryfikacji chipów wskaźników samochodowych wymagają udoskonalenia. (1) Niezbędne jest, aby eksperci techniczni (cały samochód, projekt chipów, produkcja, pakowanie i testowanie chipów itp.) ustanowili zestaw bardziej profesjonalnych, znormalizowanych i zorientowanych na przepływ standardów w celu ustanowienia systemu standaryzacji chipów mierników samochodowych . (2) Weryfikacja niezawodności chipów musi być bardziej kompleksowa, a niezawodność produktów należy projektować i wytwarzać. (3) Badanie starzenia musi być skuteczniejsze. Chip miernika samochodowego może usunąć wczesne awarie urządzeń o 100% starzenia, co podkreśli rolę testu starzenia, gdy parametr rozkładu Weibulla β jest mniejszy niż 1, to znaczy, że wskaźnik wczesnej awarii wykazuje znaczną tendencję spadkową. Zakładając, że eliminuje się wczesną awarię chipów, im krótszy czas testu starzenia, tym lepiej. (4) Analiza pierwotnej przyczyny uszkodzonego chipa musi tworzyć zamkniętą pętlę. W szczególności konieczne jest znalezienie uszkodzonych chipów, które zostały pominięte, ponieważ kontrola karty parametrów produkcyjnych procesu jest nieuzasadniona lub zakres testów nie jest wystarczająco kompleksowy, ponieważ może to powodować problemy wsadowe. Różne przypadki awarii wymagają gromadzenia danych i kompleksowej analizy z zakresu projektowania chipów, produkcji procesów, testowania opakowań, użytkowania urządzeń itp., aby znaleźć pierwotną przyczynę awarii, a następnie uzyskać informacje zwrotne w celu opracowania rozwiązań. Jednocześnie linia do produkcji chipów musi stosować bardziej aktywne, profesjonalne technologie monitorowania, takie jak technologia CPK, technologia SPC i technologia PPM, które mogą analizować i przewidywać zdolność produkcyjną oraz stabilność procesu [15]. Wnioski 4W praktyce często spotyka się problemy związane z przygotowaniem danych TSP i wizualizacją danych TSP. W oparciu o praktyczne doświadczenia zawodowe w artykule podsumowano dwie powyższe metody wizualizacji danych TSP w celu rozwiązania problemów związanych z przetwarzaniem danych TSP.
Zastrzeżenie: Ten artykuł jest reprodukowany z „Semiconductor Online”. Ten artykuł przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Służy wyłącznie do ponownego drukowania i udostępniania w celu wspierania ochrony praw własności intelektualnej. Przy przedruku proszę podać oryginalne źródło i autora. Jeśli doszło do naruszenia, skontaktuj się z nami, aby je usunąć.
Tel firmy: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li
QQ: 332496225 Menedżer Qiu
Adres: pokój 809, blok C, budynek Zhantao Technology, nr 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen
Powiązane rekomendacje
Wywiad ekskluzywny z Li Gangiem z Yunfan Ruida: Precyzja produktów radarowych o milimetrowej fali i ciepło ludzkości
2026-07-22
3183
Do zobaczenia w przyszłym roku! | Slkor na konferencji Electronica China Highlights 2026
2026-07-14
2797
Pasja RF, podróż rzemieślnika: ponad 30 lat nieustannego poświęcenia — wywiad z głównym inżynierem Kinghelm, panem Qin Hongxiangiem
2026-06-26
3268
粤公网安备44030002007346号