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Processo e perspectivas de verificação de chip de veículo
2022-03-17
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A análise mostra que, com o rápido desenvolvimento de novos carros energéticos e sem motorista, a função do chip de medidor de carro torna-se cada vez mais importante, o que é uma direção importante da aplicação da indústria de chips. Este artigo expõe o processo de verificação, especificações e padrões relevantes de empresas de design de circuitos integrados que entram no campo de chips de medidores de automóveis, a verificação de confiabilidade relevante e análise de falhas de chips de medidores de automóveis, discute a meta de defeito zero na produção em massa de chips de medidores de automóveis, analisa os problemas e limitações no desenvolvimento de chips de medição de automóveis nacionais e aguarda com expectativa a direção do desenvolvimento.
0 introdução
Com o desenvolvimento aprofundado da eletrónica automóvel e as novas quatro modernizações (eletrificação, rede, inteligência e partilha) estabelecidas pela indústria automóvel, isto traz novas oportunidades para a aplicação de chips semicondutores na área automóvel. Nos últimos anos, a procura está a desenvolver-se rapidamente, o que traz novas mudanças industriais ao mercado automóvel. Faça com que o chip do medidor do carro desempenhe um papel cada vez mais importante em campos de aplicação como controle de potência, controle de chassi e infoentretenimento [1]. Nos últimos cinco anos, a taxa composta de crescimento anual do mercado global de semicondutores automotivos foi de cerca de 4.8%, enquanto a do mercado de semicondutores automotivos da China foi de 11.6%. Isto ocorre principalmente porque o grau de eletronização dos veículos de novas energias está cada vez mais alto, o que provoca um aumento substancial na demanda de vários semicondutores automotivos [2]. De acordo com a previsão da Deloitte, a receita dos semicondutores automotivos excederá 60 bilhões de dólares em 2022 [3], o que certamente atrairá a participação de mais fabricantes de chips. Comparados aos chips eletrônicos de consumo, os chips de medição de automóveis são mais exigentes. (1) Os chips de medidores de automóveis são superiores aos padrões de chips industriais e de consumo; (2) Os chips de medidores de automóveis têm requisitos mais rigorosos para o ambiente de trabalho, como temperatura, umidade, EMC e erosão de gases nocivos, que têm requisitos diferentes de acordo com suas diferentes aplicações; (3) O desenvolvimento e verificação de chips de medição de automóveis são caros, com limiar alto e ciclo longo; (4) Precisa ser aprovado nas normas de auditoria correspondentes. Existem duas condições para o chip de medição: (1) ele atende ao padrão de gerenciamento de qualidade da cadeia de suprimentos com falha zero IATF 16949; (2) Atender aos padrões de confiabilidade AEC impulsionados pela indústria automobilística norte-americana. Devido ao longo ciclo de design e às altas barreiras técnicas, toda a indústria de chips automotivos é monopolizada por gigantes estrangeiros, como Infineon e Renesas, que se concentram nos segmentos de mercado de chips automotivos de última geração. Ao mesmo tempo, dezenas de empresas de design de chips surgiram na China para se tornarem fornecedores de chips eletrônicos automotivos, com tipos que vão desde assistência ao motorista, controle central, gerenciamento de bateria, sensores de imagem e processadores de sinal [4]. As empresas automobilísticas tradicionais internacionais, como Toyota, Ford e Volkswagen, estão ativamente envolvidas na pesquisa e desenvolvimento de chips eletrônicos automotivos. Algumas grandes empresas automobilísticas na China também estão envolvidas na pesquisa e desenvolvimento de chips, como BYD e SAIC, que participam da pesquisa e desenvolvimento de chips de várias formas e abraçam a nova revolução da indústria de chips automotivos. É mais fácil para eles combinarem seus próprios cenários de aplicação e recursos financeiros para promover a rápida introdução do design de chips. A Tesla, representada pela nova energia, lançou chips FSD e começou uma competição em torno da direção automática de alto nível. A indústria automobilística acelerou para a era da inteligência. Combinando com o enorme mercado de chips de medição de automóveis, de acordo com suas características de aplicação e os requisitos padrão para entrar neste campo, este artigo se concentrará em discutir as condições de verificação dos padrões de confiabilidade IATF 16949 e AEC para entrar neste campo. Por meio de testes de triagem de envelhecimento e análise de causa raiz de chips com falha, a confiabilidade dos chips de medidores de automóveis pode ser garantida para atingir a meta de falha zero. Finalmente, espera-se a padronização da especificação de verificação do chip do medidor do carro, a verificação abrangente da confiabilidade, o teste eficiente de triagem de envelhecimento e a análise profissional de falhas.
1 Verificação relevante do chip do medidor 1.1 IATF16949
Na indústria automobilística, as atividades de certificação de qualidade têm seus próprios padrões e requisitos de certificação da indústria em todas as partes do mundo, como o padrão VDA6.1 da indústria automobilística alemã, o padrão EAQF da França, o padrão AVSQ da Itália e o padrão QS-9000 do Estados Unidos. A Força-Tarefa Internacional Automobilística (IATF), criada em 1997, cooperou com a Organização Internacional de Padronização (ISO/TC 176) para alcançar um padrão de sistema de qualidade global unificado e certificação para a indústria automobilística. Com base nos padrões da indústria automobilística nacional, o IATF16949 foi formulado e introduzido em 1999. IATF 16949 é o mais recente padrão de sistema de gestão da qualidade [5]. IATF16949 é um grupo automobilístico internacional, orientado para o cliente e que leva em consideração seus requisitos especiais. Tendo em vista algumas questões às quais a indústria automobilística tem prestado muita atenção nos últimos anos, como a segurança automobilística, novas cláusulas foram adicionadas à norma [6,7]. A IATF16949 é aplicável a fabricantes de automóveis e seus fornecedores diretos de peças. Esses fabricantes estão diretamente relacionados à produção automobilística, que pode processar atividades de manufatura e agregar valor aos seus produtos por meio dessas atividades. Por exemplo, em toda a cadeia da indústria de chips, as fábricas de wafer e de embalagens precisam fabricar chips automotivos em estrita conformidade com o padrão IATF16949. E aquelas unidades que possuem apenas funções de apoio, como centros de design e distribuição, não precisam obter esta certificação [8].
1.2 Certificação padrão AEC
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council foi criado em 1994 por três empresas automobilísticas norte-americanas (Chrysler, Ford e General Motors) para estabelecer um conjunto de padrões gerais de sistemas de qualidade [9]. A AEC estabeleceu os padrões de controle de qualidade do produto, promoveu a implementação da universalidade das peças automotivas e lançou uma boa base para o rápido desenvolvimento do mercado. Suas especificações incluem principalmente AEC-Q100 (circuito integrado IC), AEC-Q101 (componente discreto), AEC-Q102 (LED fotoelétrico discreto), AEC-Q104 (componente multichip) e AEC-Q200 (componente passivo). Entre eles, AEC-Q100 é uma especificação de verificação para circuitos integrados IC. Seu objetivo é determinar a qualidade e confiabilidade de dispositivos que podem atender a determinados requisitos por meio de testes de estresse na aplicação [10].
1.2.1Design de chip de medidor de carro
A partir da função de uso do produto, das condições de trabalho (tensão, faixa de frequência, etc.) e da tecnologia da biblioteca de design de células usada no chip, o princípio do design do circuito é determinado para atender aos requisitos do chip de medidor do carro. O processo de implementação pode identificar possíveis modos de falha, seu impacto no sistema e nos clientes e determinar sua gravidade e possíveis causas. Considerando o projeto de redundância, este projeto pode evitar possíveis erros de retenção de dados na forma de códigos de correção de erros e substituir unidades defeituosas. Estabeleça um mecanismo de autoteste, adicione alguns nós de caminho no circuito para teste através de um tempo de teste razoável do chip, descubra as unidades defeituosas a tempo e realize o tratamento relevante para reduzir a influência causada pela flutuação do processo. Na fase de projeto do chip, devemos começar a considerar o experimento de confiabilidade do chip. O uso de ferramentas de análise e simulação de engenharia auxiliadas por computador pode melhorar a confiabilidade do produto em menos tempo. Ferramentas como análise de elementos finitos, análise térmica e modelo de previsão de confiabilidade estão sendo utilizadas cada vez mais amplamente, de modo que o chip do medidor do carro melhora ativamente a confiabilidade e estabilidade do dispositivo no início do projeto.
1.2.2Fabricação de chips
As principais etapas da fabricação de wafer incluem implantação iônica, fotolitografia, gravação e revestimento. Em cada processo, é necessário descobrir os parâmetros ideais por meio de pesquisas estatísticas matemáticas e ferramentas de análise, de modo a atender aos requisitos de melhoria do rendimento e da qualidade dos cavacos. A Fab Factory pode garantir a estabilidade do processo detectando os parâmetros de teste específicos, número do chip, frequência e outras informações de cada processo.
1.2.3teste de chips
Tente atingir a cobertura máxima de teste em um tempo razoável e elimine os produtos defeituosos com antecedência para evitar o fluxo para o cliente. Uma maneira importante de testar o chip de forma mais rápida e eficaz é por meio do design de autoteste do chip, que também pode reduzir a dependência de recursos ATE externos. A definição padrão de limites de teste para bons produtos pode ser baseada nas recomendações do documento AEC_Q004 e em uma certa fórmula de desvio padrão de dados, limites de pat estáticos = média robusta e mais Mn; 6 Sigma Robusto。 Através da análise de big data, a flutuação do processo pode ser controlada para garantir a estabilidade da qualidade do produto. Este método pode ser revisado e atualizado regularmente. A falha do produto antes do uso é o rendimento, e a falha do produto durante o uso é a confiabilidade, portanto o teste do chip está diretamente relacionado à confiabilidade do chip. A curva da banheira consiste em três partes: período inicial do demônio, período estável e período de perda. O teste de burn-in é uma etapa importante no teste de chips ATV (automotivo). Sua principal função é remover os chips de falha precoce dos produtos antes que o chip seja enviado para alcançar alta confiabilidade do usuário. O estágio inicial é o estágio com taxa de falha relativamente alta. A falha do chip geralmente é causada por defeitos ou problemas inerentes ao chip, como defeitos de projeto, processo de fabricação anormal ou defeitos inerentes aos materiais. Esses defeitos levarão a falhas relacionadas ao tempo e ao estresse, e a taxa de falhas geralmente é caracterizada por Dppm. Especificamente, o chip deve ser submetido a um teste de envelhecimento de 100% por um determinado período de tempo, como aplicação de tensão de polarização e alta temperatura, e então o teste ATE normal deve ser realizado para triagem [11]. O período estável na curva da banheira (Figura 1) representa que a taxa de falha do chip é relativamente estável durante sua vida útil, e sua falha é geralmente descrita em termos de FIT (failure in time) ou MTBF (Mean Time Between Failure) horas. O estágio de perda indica que a taxa de falha do chip começa a aumentar devido à perda do circuito interno do chip, o que significa que o chip atingiu seu limite de vida útil.
O AEC-Q100, como padrão de verificação de confiabilidade eletrônica automotiva, tem os seguintes objetivos principais: (1) Os clientes têm padrões e especificações para referência; (2) O fornecedor do chip pode eliminar possíveis falhas que possam existir no chip. A Tabela 1 mostra que o AEC-Q100 é dividido em diferentes classes de produtos de acordo com a temperatura do ambiente de trabalho do dispositivo, que está relacionada à aplicação específica do chip. A faixa de temperatura de trabalho do padrão mais rigoroso é de -40 ~ 150 ℃. O fornecedor precisa otimizar continuamente o design do produto, adotar processos de fabricação e embalagem avançados e estáveis e adotar procedimentos de teste rigorosos para atender aos altos requisitos de temperatura de trabalho e confiabilidade dos chips de medição de automóveis.
A segurança e a confiabilidade do chip do medidor são sua principal consideração, o que não se reflete apenas no projeto do chip e no estágio de desenvolvimento, mas também é particularmente importante na triagem de testes e na verificação de confiabilidade. Sua ampla perspectiva de mercado faz com que mais fornecedores de chips comecem a entrar neste campo e a aderir ao planejamento industrial de chips de medição automotiva. Combinado com os requisitos do padrão de gerenciamento de qualidade da cadeia de suprimentos IATF16949 e confiabilidade AEC-Q100, o atual processo e sistema de verificação de chip de medidor de carro precisam ser melhorados. (1) É necessário que especialistas técnicos (carro inteiro, design de chip, fabricação, embalagem e teste de chip, etc.) estabeleçam um conjunto de padrões mais profissionais, padronizados e orientados ao fluxo para o estabelecimento de um sistema de padronização de chips de medidor de carro . (2) A verificação da confiabilidade dos chips precisa ser mais abrangente e a confiabilidade dos produtos precisa ser projetada e fabricada. (3) O teste de envelhecimento precisa ser mais eficiente. O chip do medidor do carro pode remover dispositivos com falha precoce por 100% de envelhecimento, o que destacará o papel do teste de envelhecimento quando o parâmetro de distribuição Weibull β for menor que 1, ou seja, a taxa de falha precoce mostra uma tendência descendente significativa. Com a premissa de eliminar a falha precoce dos chips, quanto menor o tempo de teste de envelhecimento, melhor. (4) A análise da causa raiz do chip com falha precisa formar um circuito fechado. Em particular, é necessário descobrir os chips com falha que foram perdidos porque o controle do cartão dos parâmetros de fabricação do processo não é razoável ou a cobertura do teste não é suficientemente abrangente, pois pode trazer problemas de lote. Diferentes casos de falha precisam de coleta de dados e análise abrangente dos aspectos de design de chips, fabricação de processos, testes de pacotes, uso de dispositivos, etc., para descobrir a causa raiz da falha e, em seguida, realimentar para formar soluções. Ao mesmo tempo, a linha de fabricação de chips precisa aplicar tecnologias de monitoramento profissional mais ativas, como tecnologia CPK, tecnologia SPC e tecnologia PPM, que podem analisar e prever a capacidade de produção e a estabilidade do processo [15]. Conclusão 4No trabalho prático, são frequentemente encontrados problemas de preparação de dados TSP e visualização de dados TSP. Com base na experiência prática de trabalho, este artigo resume os dois métodos acima para fazer a visualização de dados do TSP para resolver problemas de processamento de dados do TSP.
0 introdução
Com o desenvolvimento aprofundado da eletrónica automóvel e as novas quatro modernizações (eletrificação, rede, inteligência e partilha) estabelecidas pela indústria automóvel, isto traz novas oportunidades para a aplicação de chips semicondutores na área automóvel. Nos últimos anos, a procura está a desenvolver-se rapidamente, o que traz novas mudanças industriais ao mercado automóvel. Faça com que o chip do medidor do carro desempenhe um papel cada vez mais importante em campos de aplicação como controle de potência, controle de chassi e infoentretenimento [1]. Nos últimos cinco anos, a taxa composta de crescimento anual do mercado global de semicondutores automotivos foi de cerca de 4.8%, enquanto a do mercado de semicondutores automotivos da China foi de 11.6%. Isto ocorre principalmente porque o grau de eletronização dos veículos de novas energias está cada vez mais alto, o que provoca um aumento substancial na demanda de vários semicondutores automotivos [2]. De acordo com a previsão da Deloitte, a receita dos semicondutores automotivos excederá 60 bilhões de dólares em 2022 [3], o que certamente atrairá a participação de mais fabricantes de chips. Comparados aos chips eletrônicos de consumo, os chips de medição de automóveis são mais exigentes. (1) Os chips de medidores de automóveis são superiores aos padrões de chips industriais e de consumo; (2) Os chips de medidores de automóveis têm requisitos mais rigorosos para o ambiente de trabalho, como temperatura, umidade, EMC e erosão de gases nocivos, que têm requisitos diferentes de acordo com suas diferentes aplicações; (3) O desenvolvimento e verificação de chips de medição de automóveis são caros, com limiar alto e ciclo longo; (4) Precisa ser aprovado nas normas de auditoria correspondentes. Existem duas condições para o chip de medição: (1) ele atende ao padrão de gerenciamento de qualidade da cadeia de suprimentos com falha zero IATF 16949; (2) Atender aos padrões de confiabilidade AEC impulsionados pela indústria automobilística norte-americana. Devido ao longo ciclo de design e às altas barreiras técnicas, toda a indústria de chips automotivos é monopolizada por gigantes estrangeiros, como Infineon e Renesas, que se concentram nos segmentos de mercado de chips automotivos de última geração. Ao mesmo tempo, dezenas de empresas de design de chips surgiram na China para se tornarem fornecedores de chips eletrônicos automotivos, com tipos que vão desde assistência ao motorista, controle central, gerenciamento de bateria, sensores de imagem e processadores de sinal [4]. As empresas automobilísticas tradicionais internacionais, como Toyota, Ford e Volkswagen, estão ativamente envolvidas na pesquisa e desenvolvimento de chips eletrônicos automotivos. Algumas grandes empresas automobilísticas na China também estão envolvidas na pesquisa e desenvolvimento de chips, como BYD e SAIC, que participam da pesquisa e desenvolvimento de chips de várias formas e abraçam a nova revolução da indústria de chips automotivos. É mais fácil para eles combinarem seus próprios cenários de aplicação e recursos financeiros para promover a rápida introdução do design de chips. A Tesla, representada pela nova energia, lançou chips FSD e começou uma competição em torno da direção automática de alto nível. A indústria automobilística acelerou para a era da inteligência. Combinando com o enorme mercado de chips de medição de automóveis, de acordo com suas características de aplicação e os requisitos padrão para entrar neste campo, este artigo se concentrará em discutir as condições de verificação dos padrões de confiabilidade IATF 16949 e AEC para entrar neste campo. Por meio de testes de triagem de envelhecimento e análise de causa raiz de chips com falha, a confiabilidade dos chips de medidores de automóveis pode ser garantida para atingir a meta de falha zero. Finalmente, espera-se a padronização da especificação de verificação do chip do medidor do carro, a verificação abrangente da confiabilidade, o teste eficiente de triagem de envelhecimento e a análise profissional de falhas.
1 Verificação relevante do chip do medidor 1.1 IATF16949
Na indústria automobilística, as atividades de certificação de qualidade têm seus próprios padrões e requisitos de certificação da indústria em todas as partes do mundo, como o padrão VDA6.1 da indústria automobilística alemã, o padrão EAQF da França, o padrão AVSQ da Itália e o padrão QS-9000 do Estados Unidos. A Força-Tarefa Internacional Automobilística (IATF), criada em 1997, cooperou com a Organização Internacional de Padronização (ISO/TC 176) para alcançar um padrão de sistema de qualidade global unificado e certificação para a indústria automobilística. Com base nos padrões da indústria automobilística nacional, o IATF16949 foi formulado e introduzido em 1999. IATF 16949 é o mais recente padrão de sistema de gestão da qualidade [5]. IATF16949 é um grupo automobilístico internacional, orientado para o cliente e que leva em consideração seus requisitos especiais. Tendo em vista algumas questões às quais a indústria automobilística tem prestado muita atenção nos últimos anos, como a segurança automobilística, novas cláusulas foram adicionadas à norma [6,7]. A IATF16949 é aplicável a fabricantes de automóveis e seus fornecedores diretos de peças. Esses fabricantes estão diretamente relacionados à produção automobilística, que pode processar atividades de manufatura e agregar valor aos seus produtos por meio dessas atividades. Por exemplo, em toda a cadeia da indústria de chips, as fábricas de wafer e de embalagens precisam fabricar chips automotivos em estrita conformidade com o padrão IATF16949. E aquelas unidades que possuem apenas funções de apoio, como centros de design e distribuição, não precisam obter esta certificação [8].
1.2 Certificação padrão AEC
AEC: AUTOMOTIVE Electronics Council foi criado em 1994 por três empresas automobilísticas norte-americanas (Chrysler, Ford e General Motors) para estabelecer um conjunto de padrões gerais de sistemas de qualidade [9]. A AEC estabeleceu os padrões de controle de qualidade do produto, promoveu a implementação da universalidade das peças automotivas e lançou uma boa base para o rápido desenvolvimento do mercado. Suas especificações incluem principalmente AEC-Q100 (circuito integrado IC), AEC-Q101 (componente discreto), AEC-Q102 (LED fotoelétrico discreto), AEC-Q104 (componente multichip) e AEC-Q200 (componente passivo). Entre eles, AEC-Q100 é uma especificação de verificação para circuitos integrados IC. Seu objetivo é determinar a qualidade e confiabilidade de dispositivos que podem atender a determinados requisitos por meio de testes de estresse na aplicação [10].
1.2.1Design de chip de medidor de carro
A partir da função de uso do produto, das condições de trabalho (tensão, faixa de frequência, etc.) e da tecnologia da biblioteca de design de células usada no chip, o princípio do design do circuito é determinado para atender aos requisitos do chip de medidor do carro. O processo de implementação pode identificar possíveis modos de falha, seu impacto no sistema e nos clientes e determinar sua gravidade e possíveis causas. Considerando o projeto de redundância, este projeto pode evitar possíveis erros de retenção de dados na forma de códigos de correção de erros e substituir unidades defeituosas. Estabeleça um mecanismo de autoteste, adicione alguns nós de caminho no circuito para teste através de um tempo de teste razoável do chip, descubra as unidades defeituosas a tempo e realize o tratamento relevante para reduzir a influência causada pela flutuação do processo. Na fase de projeto do chip, devemos começar a considerar o experimento de confiabilidade do chip. O uso de ferramentas de análise e simulação de engenharia auxiliadas por computador pode melhorar a confiabilidade do produto em menos tempo. Ferramentas como análise de elementos finitos, análise térmica e modelo de previsão de confiabilidade estão sendo utilizadas cada vez mais amplamente, de modo que o chip do medidor do carro melhora ativamente a confiabilidade e estabilidade do dispositivo no início do projeto.
1.2.2Fabricação de chips
As principais etapas da fabricação de wafer incluem implantação iônica, fotolitografia, gravação e revestimento. Em cada processo, é necessário descobrir os parâmetros ideais por meio de pesquisas estatísticas matemáticas e ferramentas de análise, de modo a atender aos requisitos de melhoria do rendimento e da qualidade dos cavacos. A Fab Factory pode garantir a estabilidade do processo detectando os parâmetros de teste específicos, número do chip, frequência e outras informações de cada processo.
1.2.3teste de chips
Tente atingir a cobertura máxima de teste em um tempo razoável e elimine os produtos defeituosos com antecedência para evitar o fluxo para o cliente. Uma maneira importante de testar o chip de forma mais rápida e eficaz é por meio do design de autoteste do chip, que também pode reduzir a dependência de recursos ATE externos. A definição padrão de limites de teste para bons produtos pode ser baseada nas recomendações do documento AEC_Q004 e em uma certa fórmula de desvio padrão de dados, limites de pat estáticos = média robusta e mais Mn; 6 Sigma Robusto。 Através da análise de big data, a flutuação do processo pode ser controlada para garantir a estabilidade da qualidade do produto. Este método pode ser revisado e atualizado regularmente. A falha do produto antes do uso é o rendimento, e a falha do produto durante o uso é a confiabilidade, portanto o teste do chip está diretamente relacionado à confiabilidade do chip. A curva da banheira consiste em três partes: período inicial do demônio, período estável e período de perda. O teste de burn-in é uma etapa importante no teste de chips ATV (automotivo). Sua principal função é remover os chips de falha precoce dos produtos antes que o chip seja enviado para alcançar alta confiabilidade do usuário. O estágio inicial é o estágio com taxa de falha relativamente alta. A falha do chip geralmente é causada por defeitos ou problemas inerentes ao chip, como defeitos de projeto, processo de fabricação anormal ou defeitos inerentes aos materiais. Esses defeitos levarão a falhas relacionadas ao tempo e ao estresse, e a taxa de falhas geralmente é caracterizada por Dppm. Especificamente, o chip deve ser submetido a um teste de envelhecimento de 100% por um determinado período de tempo, como aplicação de tensão de polarização e alta temperatura, e então o teste ATE normal deve ser realizado para triagem [11]. O período estável na curva da banheira (Figura 1) representa que a taxa de falha do chip é relativamente estável durante sua vida útil, e sua falha é geralmente descrita em termos de FIT (failure in time) ou MTBF (Mean Time Between Failure) horas. O estágio de perda indica que a taxa de falha do chip começa a aumentar devido à perda do circuito interno do chip, o que significa que o chip atingiu seu limite de vida útil.
O AEC-Q100, como padrão de verificação de confiabilidade eletrônica automotiva, tem os seguintes objetivos principais: (1) Os clientes têm padrões e especificações para referência; (2) O fornecedor do chip pode eliminar possíveis falhas que possam existir no chip. A Tabela 1 mostra que o AEC-Q100 é dividido em diferentes classes de produtos de acordo com a temperatura do ambiente de trabalho do dispositivo, que está relacionada à aplicação específica do chip. A faixa de temperatura de trabalho do padrão mais rigoroso é de -40 ~ 150 ℃. O fornecedor precisa otimizar continuamente o design do produto, adotar processos de fabricação e embalagem avançados e estáveis e adotar procedimentos de teste rigorosos para atender aos altos requisitos de temperatura de trabalho e confiabilidade dos chips de medição de automóveis.
O AEC-Q100 define os padrões de verificação e controle de cartão relacionados exigidos pelo chip em vários estágios, como design, fabricação, embalagem, teste e produção em massa. Do conteúdo, inclui especificamente 41 testes em 7 categorias, conforme mostrado na Figura 2, que é o processo de verificação e conteúdo de especificação do AEC-Q100 Rev-H [12]. Pode ser dividido em: Grupo A (teste de estresse ambiental acelerado), Grupo B (teste de vida útil acelerado), Grupo C (teste de integridade do pacote), Grupo D (teste de confiabilidade de nível de wafer), Grupo E (teste de verificação elétrica), Grupo F (teste de triagem) e Grupo G (teste de integridade de embalagem lacrada). Atualmente, o AEC-Q100 se tornou uma especificação importante para chips de medição de automóveis. Normalmente, os fornecedores de chips de medição de automóveis precisam concluir a verificação de seus projetos e, em seguida, "autodeclarar" que seus produtos passaram nos resultados de verificação relevantes. AEC não dará nenhuma certificação aos fornecedores. Devido ao pequeno número de amostras, estes testes são necessários e insuficientes, refletindo as limitações deste método. O teste pode ser usado para negar a usabilidade dos dispositivos, mas não pode ser determinado se os chips produzidos em massa atendem aos padrões de uso em cenários específicos. Portanto, o teste de triagem de envelhecimento dos chips de medição de automóveis produzidos em massa é particularmente importante, o que torna os chips fornecidos aos clientes em um período estável e melhora a confiabilidade dos chips de medição de automóveis. Ao mesmo tempo, através da análise de falhas, por um lado, a causa raiz da falha do chip pode ser identificada e as medidas correspondentes podem ser tomadas para erradicar o problema; por outro lado, visando os defeitos inerentes, podemos otimizar e apertar o teste para eliminá-los, de modo a atingir a meta de taxa de falha zero do chip medidor do carro. 2 A falha do semicondutor é inevitável no processo de pesquisa, produção e uso. Através da análise de falhas direcionada: (1) Pode ajudar os projetistas a descobrir os defeitos no design do chip, por exemplo, o resultado pode ser verificado pelo reparo do circuito FIB. (2) Podemos descobrir os defeitos existentes nos processos de fabricação e embalagem do chip e propor esquemas práticos de melhoria. (3) Avaliar a validade de diferentes vetores de teste e fornecer os suplementos necessários para o teste de produção. A análise de falhas do chip é baseada principalmente no micromundo, observando-o e analisando-o a partir dos aspectos da eletricidade, física, química e materiais, e descobrindo as causas da falha do chip em essência [13]. As principais ferramentas de análise e métodos de teste são mostrados na Figura 3. A complexidade do processo de semicondutores está cada vez maior, o que também traz mais dificuldades à análise de falhas. Por exemplo, a redução da largura da linha requer maior resolução do microscópio eletrônico, e a redução do espaçamento da camada metálica aumenta a dificuldade de preparação da amostra. Através do fenômeno de falha, combinado com o design do chip e o princípio de funcionamento, informações e dados precisos do chip podem ser dominados, para que análises e julgamentos corretos possam ser feitos. O mecanismo de falha de chips semicondutores gerais após o uso pode ser dividido nas seguintes categorias [14]. (1) Existem defeitos no design do chip, que refletem principalmente que a função do chip não pode ser realizada. (2) As falhas relacionadas da ontologia, tais como defeitos de materiais semicondutores ou problemas do próprio substrato utilizado na embalagem. (3) Falha causada por flutuação do processo. ① falhas relacionadas à camada dielétrica do chip, como óxido de porta, camada dielétrica intermetálica e outros defeitos; ② Existem defeitos entre o substrato de silício e a interface SiO2, como deslocamento; ③ Corrosão metálica da camada de interconexão metálica na extremidade traseira do chip causada por eletromigração de metal ou poluição contendo halogênio e haleto; ④ Curto-circuito ou circuito aberto causado pela conexão do pino causado por parâmetros de processo de embalagem irracionais. (4) A falha introduzida pelo teste é causada principalmente pelo Overkill do chip causado pela configuração irracional da tensão do vetor de teste.
A segurança e a confiabilidade do chip do medidor são sua principal consideração, o que não se reflete apenas no projeto do chip e no estágio de desenvolvimento, mas também é particularmente importante na triagem de testes e na verificação de confiabilidade. Sua ampla perspectiva de mercado faz com que mais fornecedores de chips comecem a entrar neste campo e a aderir ao planejamento industrial de chips de medição automotiva. Combinado com os requisitos do padrão de gerenciamento de qualidade da cadeia de suprimentos IATF16949 e confiabilidade AEC-Q100, o atual processo e sistema de verificação de chip de medidor de carro precisam ser melhorados. (1) É necessário que especialistas técnicos (carro inteiro, design de chip, fabricação, embalagem e teste de chip, etc.) estabeleçam um conjunto de padrões mais profissionais, padronizados e orientados ao fluxo para o estabelecimento de um sistema de padronização de chips de medidor de carro . (2) A verificação da confiabilidade dos chips precisa ser mais abrangente e a confiabilidade dos produtos precisa ser projetada e fabricada. (3) O teste de envelhecimento precisa ser mais eficiente. O chip do medidor do carro pode remover dispositivos com falha precoce por 100% de envelhecimento, o que destacará o papel do teste de envelhecimento quando o parâmetro de distribuição Weibull β for menor que 1, ou seja, a taxa de falha precoce mostra uma tendência descendente significativa. Com a premissa de eliminar a falha precoce dos chips, quanto menor o tempo de teste de envelhecimento, melhor. (4) A análise da causa raiz do chip com falha precisa formar um circuito fechado. Em particular, é necessário descobrir os chips com falha que foram perdidos porque o controle do cartão dos parâmetros de fabricação do processo não é razoável ou a cobertura do teste não é suficientemente abrangente, pois pode trazer problemas de lote. Diferentes casos de falha precisam de coleta de dados e análise abrangente dos aspectos de design de chips, fabricação de processos, testes de pacotes, uso de dispositivos, etc., para descobrir a causa raiz da falha e, em seguida, realimentar para formar soluções. Ao mesmo tempo, a linha de fabricação de chips precisa aplicar tecnologias de monitoramento profissional mais ativas, como tecnologia CPK, tecnologia SPC e tecnologia PPM, que podem analisar e prever a capacidade de produção e a estabilidade do processo [15]. Conclusão 4No trabalho prático, são frequentemente encontrados problemas de preparação de dados TSP e visualização de dados TSP. Com base na experiência prática de trabalho, este artigo resume os dois métodos acima para fazer a visualização de dados do TSP para resolver problemas de processamento de dados do TSP.
Isenção de responsabilidade: este artigo foi reproduzido de "Semiconductor Online". Este artigo representa apenas as opiniões pessoais do autor e não representa as opiniões da Sacco Micro e da indústria. Destina-se apenas à reimpressão e partilha para apoiar a proteção dos direitos de propriedade intelectual. Por favor, indique a fonte original e o autor ao reimprimir. Se houver alguma violação, entre em contato conosco para excluí-la.
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