整體解決方案:汽車電子元器件質量管理體系及規范深入解析

　

百檢網-專業的第三方檢測機構平臺,匯聚眾多專業權威的檢測認證機構，為您提供全方位的檢測認證服務，我們的愿景是：讓檢測認證更簡單，幫助企業降本增效，打破行業壁壘。

【電動車資源網EV江湖廣電計量魔宮】隨著新能源汽車的日益普及，汽車行業對汽車電子的安全性提出了更高的要求。在這個產業鏈中，汽車生產系統通常質量*，功能第二。其中，整車零部件與整車控制系統的安全密切相關。每個部件都需要達到*高的質量和可靠性，甚至達到零缺陷的理想狀態。

汽車零部件及相關產品的*大驅動力往往不是先進技術，而更多的是質量水平；而質量的提高需要嚴格的控制程序來實現。目前，汽車行業重要的質量管理體系和相關規范包括汽車電子委員會（AEC）提出的各種規范，以及QS-9000和TS 16949。此外，零部件供應商也會提出自己的規范，如作為 ST 的汽車級認證。

一、AEC 系列規格

克萊斯勒、福特和通用汽車/Delco Electronics 成立了汽車電子委員會 (AEC)，以建立一套通用的零件認證和質量體系標準。 AEC 已建立質量控制標準。同時，由于符合AEC規范的零部件可以同時被上述3家車廠采用，促進了零部件生產企業交換產品特性數據的意愿，推動了《AEC規范》的實施。汽車零部件的普遍性。為汽車零部件市場的快速增長奠定基礎。

芯片應力測試（Stress Test）的鑒定規范AEC-Q100是AEC的*個標準。 AEC-Q100于1994年6月首次發布，經過十多年的發展，AEC-Q100已成為汽車電子系統的通用標準。在本文檔的編寫過程中，重要的芯片供應商有機會提供他們的意見。

該規范使汽車零部件能夠更快地滿足汽車市場的采購需求。汽車電子元器件只要符合本規范的要求，就被認為是高質量和可靠的，并且可以適用于汽車應用的復雜和惡劣環境，而無需進行重復的循環鑒定測試。

繼AEC-Q100之后，AEC先后制定了分立元件AEC-Q101、無源元件AEC-Q200等規范，以及AEC-Q001/Q002/Q003/Q004等指南。下面簡單介紹一下：

1.AEC-Q100

AEC-Q100標準主要是為了防止各種可能的產品狀況或潛在的失效機會，并指導供應商在開發過程中生產出符合該規范的芯片。 AEC-Q100對每個應用案例都進行嚴格的質量和可靠性確認，即確認制造商提出的產品數據表、使用目的、功能描述等是否與*初聲明的功能一致，以及重復使用后是否總是一樣的。

該標準的*大目標是提高產品良率，這對芯片供應商在產品尺寸、良率和成本控制方面都是一個很大的挑戰。 AEC-Q100 詳細規定了對 IC 芯片的各種要求。另一方面，它也代表了汽車制造商和供應商對產品安全的要求。

本標準規定了一系列測試，并定義了壓力測試驅動認證的*低要求和IC認證的參考測試條件。這些測試包括7個測試組：測試組A（加速環境壓力測試，Accelerated Environment Stress），測試組B（壽命模擬測試，Accelerated Lifetime Simulation），測試組C（封裝組裝集成測試，封裝組裝完整性），測試組D（Chip Wafer Reliability Test，Die Fabrication Reliability），Test Group E（電特性確認測試，Electrical Verification），Test Group F（Defect Screening Monitoring Test，缺陷篩選），Test Group G（Cavity Package Integrity）。

此外，為了滿足汽車電子產品的工作溫度、耐用性和可靠性的高標準，零部件供應商必須采用更先進的技術和更嚴格的測試程序來實現優化設計方法。因此，AEC-Q100分為不同的產品等級，其中一級標準的工作溫度范圍在-40°C至125°C之間；*嚴格的0級標準工作溫度范圍可達-40°C至150°C。

2.AEC-Q001

零缺陷是各行各業不斷追求的目標。在對安全性要求更高的汽車電子行業，對質量的要求也更加嚴格。

半導體元件的缺陷率用DPM（Defect Per Million）表示。在一些關鍵應用組件中，供應商甚至將缺陷率從常用的百萬分之一（PPM）單位提高到十億分之一（十億分之一，PPB），即每生產十億個組件，就會出現一個有問題的產品。因此，通過有效控制DPM，可以減少因電子設備故障引起的行車安全問題。

在 AEC-Q001 規范中提出了所謂的參數零件平均測試 (PPAT) 方法。 PPAT是一種統計方法，用于檢測半導體元件外緣（Outliers）的異常特性，用于從所有產品中排除異常元件。

PPAT可分為靜態PAT（Static PAT）、動態PAT（Dynamic PAT）和區域PAT（Geographic PAT）。所謂區域PAT，就是在晶圓上的所有裸裸片上加上鄰近權重（Proximity Weighting），這樣一些被壞裸片包圍或相鄰的好裸片也可能被移除。

一般AEC-Q001只要求通過靜態PAT測試。然而，為了達到更高的質量，ST 的汽車級認證需要同時制定靜態、動態和區域 PAT 標準。此外，ST 的區域 PAT 使用可重復模式檢測和復合分析來提高控制質量。使用 PPAT，即使這些芯片符合特性要求，超出測試限制的芯片也會被移除。這避免了潛在風險，并提高了供應商階段組件的質量和可靠性。

3.AEC-Q002

AEC-Q002基于統計原理，屬于統計良率分析的指導原則。 AEC-Q002的統計產量分析（SYA）分為兩種：統計產量限制（SYL）和統計分箱限制（SBL）。在 SBL 的情況下，它在電氣晶圓分類 (EWS) 階段對 BIN 設置了特殊的監控功能，并對每個區域進行采樣和分析。這些方法通過測量關鍵測試參數/BIN建立了生產變量分析和控制系統，可用于檢測異常材料區域，確保*終產品的質量和可靠性。

所有新元件或技術的統計分析都可以在制造過程之前和之后的各個階段進行，也可以用于晶圓測試（Wafer Probe）和*終封裝測試期間的電子參數測試。 AEC-Q002 為組件制造商提供了一種使用統計技術檢測和去除異常芯片組件的方法，使制造商能夠及早發現錯誤并在晶圓和裸片階段拒絕它們。

4.AEC-Q003

產品和工藝特性對于開發新芯片或調整現有芯片很重要。在工藝邊緣生產的表征零件，或特別選擇的*端參數值寧德新能源verify測試，可用于確定敏感工藝范圍。

供應商可以更改或嚴格處理這部分流程，或在測試階段移除這部分產品。當新組件涉及新的設計技術和工藝時，在晶圓測試或*終測試期間執行表征操作。通過確定電性能和工藝參數和性能限制，可以建立產品的功能和參數性能特征，供應商也可以識別出可以適當控制的工藝區域（Sweet Spot）。

AEC-Q003是芯片產品電氣性能表征的指導原則。它用于生成產品、工藝或包裝規格和數據表。目的是收集有關組件和工藝的數據并進行分析，以了解該組件和工藝的特性、性能和局限性，并檢查這些組件或設備的溫度、電壓、頻率等參數的性能。

AEC-Q004提出了一系列的工藝步驟，包括零部件的設計、制造、測試和使用，以及在工藝的每個階段使用了哪些工藝零缺陷工具或方法。這些方法涵蓋了上述 AEC 的各種文件標準，以及來自 JEDEC 或 AIAG 等行業的質量控制技術或管理系統的廣泛應用。當零件或流程經過優化并隨著時間的推移證明其成熟度時，可以使用更少的工具來提高或保持質量和可靠性。

AEC-Q004 本質上是一套零缺陷指南，定義了芯片供應商或用戶如何在產品生命周期中使用一些工具和流程來實現零缺陷目標。 AEC-Q004 不是強制性規范，而是提出了減少缺陷的工具和方法。不同的應用模式將需要不同的工具或生產方法，因此本指南中提出了建議的做法。 AEC-Q004仍處于草案階段，正式版即將發布。

二、QS 9000/TS 16949 規范

QS 9000和TS 16949質量管理體系認證體系是汽車電子供應商除AEC之外需要關注的另一套規范。

QS9000曾經是汽車供應商生產零部件、材料和提供服務的基本質量管理體系，主要以1994年克萊斯勒、福特和百健檢測共同開發的ISO 9001:1994體系為基礎，現已被取代于2006年12月15日由國際汽車工作組（IATF）制定并實施的ISO/TS 16949汽車行業驗證標準。

TS16949標準是在ISO 9001:2000基礎上制定的汽車行業質量體系管理標準。目前包括通用、福特、戴姆勒克萊斯勒、標致、雷諾、寶馬、日產、菲亞特、大眾和其他世界級汽車制造商。其供應商的質量管理體系必須符合TS 16949的要求，并要求擴展到2-3級供應商。

TS16949突出了以客戶為中心的主軸，制定了各項性能指標。其系統運作架構能有力促進組織的持續改進，從而保持行業*的競爭力，使管理者能夠有效地發現異常點并做出相應的改進。

PPAP

PPAP代表Production Parts Approval Process（生產零件批準過程）。 PPAP要求汽車供應鏈中使用的所有零部件都必須有詳細完整的數據和文件，PPAP文件列出了芯片制造商需要采取的生產和質量保證程序。這些文件支持客戶的生產批準流程和相關的危害評估。

PPAP用于確認供應商在零件實際量產過程中正確理解了客戶工程設計記錄和規范中的所有要求，并為確保買方的質量風險，評估其是否有能力繼續滿足這些要求。潛力。

ST的汽車級認證

汽車產品的質量和可靠性遠高于其他普通消費品。為了滿足這個市場的獨特需求，芯片供應商正在積*努力改進量產控制的技術和管理體系，開發更可靠的技術。此外，我們還努力在其他應用中利用這套技術來提高產品質量比如消費主義。

AEC（尤其是AEC-Q100、AEC-Q101、AEC-Q001/Q002/Q003等）和PPAP的要求是汽車產品需要遵循的設計規范。這就形成了車載產品與其他產品的明顯區別：它們必須嚴格遵守規定的產品特性、設計和制造程序等，并為用戶提供完整的文檔和產品包裝。

ST 提出了嚴格的汽車級認證規范。除了滿足上述AEC和質量管理體系規范外，ST還在過程中制定了特殊的篩選和測試方法，以及專門的高可靠性認證流程（HRCF）測試程序。等待一套嚴格的控制方法。

1.產品篩選

改進的壓力測試（Stress Testing）和篩選方法（Screening）是ST汽車級認證規范的重要組成部分。其篩選結果將作為產品改進的方向，目標是實現汽車電子零缺陷。

由于車載系統的特殊性，在標準工藝測試中通常被認為是好的產品，在汽車應用中的某些條件下可能存在潛在的故障危險。通過產品篩選的方法，可用于進一步嚴格篩選。嚴格的產品測試通常需要更多的時間和成本才能進入市場。為了在*短的時間內通過這些測試，必須采取一些有效的方法，例如產品族數據的*大化和技術依賴的實踐。

AEC-Q100 定義的資格標準是基于產品系列（Product Family）。所謂產品族*大化原則是指在所有使用相同工藝和材料的產品中，只要一個成員通過測試，其他產品族成員就可以通過測試；技術依賴性基于過程標準。采用已經合格的工藝標準生產的新產品具有很高的合格概率。

2.HRCF 測試程序

汽車零部件的溫度范圍一般為-40℃~125℃，因此EEPROM和閃存等產品往往需要滿足*其嚴格的生產良率和可靠性要求。 ST 為汽車電子應用的 EEPROM 和閃存開發了一種稱為高可靠性認證流程 (HRCF) 的測試程序。 HRCF 是一種專有的生產工藝，它在生產、測試??和質量保證驗收過程中加入了額外的模塊，以確保產品在汽車應用的溫度范圍內運行。在量產模塊中，EEPROM的裸片必須能夠在電源電壓上升的環境下進行3000次擦寫循環。在裸片測試中，還需要通過250°C高溫烘烤24小時，下一秒仍需通過電性測試。*終測試的模塊包括在 130°C 和室溫下的溫度循環和電氣測試。

HRCF 測試流程結合統計工具，例如統計框限制 (SBL) 和零件平均測試 (PAT)，以篩選出晶圓和芯片上的早期故障和異常值，以實現汽車零缺陷可靠性目標。

結論

當前汽車電子市場發展迅速，產品種類越來越多樣化。因此，為了確保汽車零部件和電子產品的多功能性和質量，需要嚴格的質量控制規范和管理體系來確保這一點。質量規范可以是AEC、TS 16949等公認的一組規范，也可以是供應商提出的類似于ST汽車級認證的定制化管理體系。

合理的管理實踐，不僅可以保證產品質量，還可以加速整個汽車產業鏈的供應。它有助于提高管道可見性、客戶跟蹤以及汽車制造商和零部件供應商之間的訂單狀態跟蹤也可以變得更容易。此外寧德新能源verify測試，為了獲得汽車電子產品供應商更低的制造成本和更靈活的設計能力，除了為小公司開拓供應渠道外，*有效的產能支持和汽車制造商應用需求的快速把握。技術的重要性非常重要，而這些任務也可以通過完善的供應鏈管理系統來完成。

企業理念百檢檢測致力于為企業及個人提供便捷、高效的檢測服務，簡化檢測流程，提升檢測服務效率，利用互聯網+檢測電商，為客戶提供多樣化選擇,從根本上降低檢測成本提升時間效率，打破行業局限和行業瓶頸，打造出行業創新新平臺，為廣大用戶提供優質、便捷的檢測服務!