在科技日新月異的今天，集成電路行業(yè)正不斷尋求創(chuàng)新與突破，以應(yīng)對(duì)摩爾定律逼近極限的挑戰(zhàn)。其中，多芯片模組（MCM）技術(shù)作為一項(xiàng)將多個(gè)獨(dú)立的集成電路芯片集成到單一封裝體內(nèi)的革命性技術(shù)，正逐漸成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量。它不僅提高了系統(tǒng)的整體性能，還為現(xiàn)代電子設(shè)備的小型化、高效能需求提供了有效的解決方案。然而，隨著MCM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其可靠性問(wèn)題也日益成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

AEC即Automotive Electronics Council，是美國(guó)汽車電子委員會(huì)的簡(jiǎn)稱。AEC由克萊斯勒，福特和通用汽車發(fā)起并創(chuàng)立于1994年，目前會(huì)員遍及全球各大汽車廠、汽車電子和半導(dǎo)體廠商，符合AEC規(guī)范的零部件均可被上述三家車廠同時(shí)采用，促進(jìn)了零部件制造商交換其產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)的意愿，并推動(dòng)了汽車零件通用性的實(shí)施，為汽車零部件市場(chǎng)的快速成長(zhǎng)打下基礎(chǔ)。AEC-Q為AEC組織所制訂的車用可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，是零件廠商進(jìn)入汽車電子領(lǐng)域，打入一級(jí)車廠供應(yīng)鏈的重要門票。

AEC-Q104是車規(guī)級(jí)多芯片模組的準(zhǔn)入門檻
為了確保車用MCM的可靠性和安全性，汽車電子協(xié)會(huì)專門針對(duì)車用MCM提出了對(duì)應(yīng)的可靠性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)——AEC-Q104。這一標(biāo)準(zhǔn)適用于設(shè)計(jì)為直接焊接到印刷電路板組件上的MCM，旨在通過(guò)一系列嚴(yán)格的應(yīng)力測(cè)試，驗(yàn)證MCM在實(shí)際應(yīng)用中能否達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量和可靠性水平。
AEC-Q104 FAILURE MECHANISM BASED STRESS TEST QUALIFICATION FOR MULTICHIP MODULES (MCM) IN AUTOMOTIVE APPLICATIONS：多芯片組件（MCM）的基于失效機(jī)理的應(yīng)力測(cè)試驗(yàn)證。
AEC-Q104在2017年首次發(fā)布，AEC-Q104標(biāo)準(zhǔn)本身的范圍并沒(méi)有規(guī)定得很寬，明確的范圍包括LED模組、MEMs、SSD（Solid State Drives）以及帶連接器的MCMs。因?yàn)榭赡苄枰恍ｉT的規(guī)定和測(cè)試程序，AECQ-104明確了不包括IGBT和Power MOSFET模組。
MCM是由多個(gè)元器件組成的一個(gè)模組，從某種意義上來(lái)講，它算是一個(gè)小型零部件了，只不過(guò)MCM是把一些芯片加器件做成了一個(gè)獨(dú)立封裝Package的形式，對(duì)外連接可以是焊盤，或者是連接器。目前標(biāo)準(zhǔn)僅適用于那些設(shè)計(jì)出來(lái)是可以直接焊接在PCB (Printed Circuit Board) 印刷電路板上的MCM的。
除MCM外，AEC-Q104對(duì)SIP（System in Package，系統(tǒng)級(jí)封裝）也有指導(dǎo)意義。AEC-Q104是AEC與Intel、Infineon、Microchip, NXP, OnSemi、TI等公司一起制定的，是行業(yè)首個(gè)適用于MCM和SIP、定義了BLR（Board Level Reliability板級(jí)可靠性）測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。
隨著車輛電動(dòng)化智能化及輔助駕駛技術(shù)的發(fā)展，原來(lái)元器件級(jí)采用AEC標(biāo)準(zhǔn)，零部件級(jí)采用ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)MCM和SIP，沒(méi)有適用標(biāo)準(zhǔn)。
MCM/SIP是由多個(gè)芯片及器件組成的一個(gè)封裝，那這其中用到的芯片和器件還需要相應(yīng)的AEC-Q測(cè)試嗎？標(biāo)準(zhǔn)中也給了建議——可以使用MCM中相應(yīng)器件的AEC-Q100, AEC-Q101,或AEC-Q200認(rèn)證原始數(shù)據(jù)去簡(jiǎn)化AEC-Q104認(rèn)證。
AEC-Q104上，為了依據(jù)MCM在汽車上實(shí)際使用環(huán)境，為復(fù)合式的環(huán)境，因此增加順序試驗(yàn)，驗(yàn)證通過(guò)的難度變高。
AEC-Q104規(guī)范中，共分為A-H八大系列。其中，一大原則，在于MCM上使用的所有組件，包括電阻/電容/電感等被動(dòng)元件、二極管離散組件、以及IC本身，在組合前若有通過(guò)AEC-Q100、AEC-Q101或AEC-Q200，MCM產(chǎn)品只需進(jìn)行AEC-Q104H內(nèi)僅7項(xiàng)的測(cè)試，包括4項(xiàng)可靠度測(cè)試：TCT溫度循環(huán)、Drop（落下）、Low Temperature Storage Life (LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP)；以及3項(xiàng)失效檢驗(yàn)：X-Ray、Acoustic Microscopy（AM）、Destructive Physical（DPA）;
若MCM上的元件未先通過(guò)AEC-Q100、AEC-Q101與AEC-Q200，那必須從AEC-Q104的A-H八大測(cè)項(xiàng)共49項(xiàng)目中，依據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用，決定驗(yàn)證項(xiàng)目，也就是說(shuō)驗(yàn)證項(xiàng)目會(huì)變得比較多。

AEC-Q104測(cè)試產(chǎn)品范圍
混合集成放大器（前置、脈沖、高頻放大器等）
電源組件（DC/DC、AC/DC變換器、EMI濾波器等）
功率組件（功率放大器、電動(dòng)機(jī)伺服電路、功率振蕩器等）
數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/C、D/A轉(zhuǎn)換器等）
軸角-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（同步機(jī)-數(shù)字轉(zhuǎn)換器/分解器、雙數(shù)轉(zhuǎn)換器等）
信號(hào)處理電路（采樣保持電路、調(diào)制解調(diào)電路等）

AEC Q104標(biāo)準(zhǔn)對(duì)MCM的定義十分明確：在一個(gè)單獨(dú)的MCM封裝內(nèi)，通過(guò)互聯(lián)多個(gè)有源和/或無(wú)源子組件來(lái)創(chuàng)建一個(gè)單一的復(fù)雜電路，該電路旨在通過(guò)回流焊接附著到印刷電路板上。子組件可能是封裝的和/或未封裝的（裸片）組合成一個(gè)單一的氣密或非氣密封裝。

其中，不適用與AEC Q104標(biāo)準(zhǔn)的MCM類型包括：
· 一級(jí)/原始設(shè)備制造商（OEM）組裝到系統(tǒng)上的兩個(gè)組裝組件或MCM。
· 發(fā)光二極管（LED），這些由AEC Q102標(biāo)準(zhǔn)覆蓋。
· 微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），這些由AEC Q103鑒定文檔覆蓋。
· 功率MCM可能需要特定的考慮和鑒定測(cè)試程序，這些超出了AEC Q104標(biāo)準(zhǔn)的范圍。功率MCM由多個(gè)有源功率器件（即，IGBTs、功率MOSFETs、二極管）以及（如有必要）額外的無(wú)源器件（例如，溫度傳感器、電容器）組成，它們集成在一個(gè)基板上。
· 固態(tài)硬盤（SSD）
· 帶有外部連接器的MCM，這些連接器不焊接到板或其他組件上。

在AEC Q104標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于具有嵌入式固件的MCM，固件被視為MCM的一個(gè)組成部分。因此，它作為整體系統(tǒng)方法的一部分進(jìn)行鑒定，這取決于MCM的類型。換而言之，固件本身的獨(dú)立鑒定并不在AEC Q104標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。

AEC-Q104測(cè)試方法選項(xiàng)

與AEC Q100類似，AEC Q104也對(duì)樣品的組裝批次提出了要求，同一組裝批次被定義為通過(guò)相同工藝步驟（即通過(guò)相同的機(jī)器使用相同的材料組合，直至完成MCM）組合在一起的MCM批次。組裝批次包括所有工藝和測(cè)試步驟。相同的材料組合包括多個(gè)可追蹤的子組件批次的組合。下圖展示了MCM生成的代表性流程。

當(dāng)可行時(shí)，MCM的可靠性測(cè)試方法可以借鑒AEC Q100、AEC Q101或AEC Q200中建立的現(xiàn)有指南。但是，必須考慮按照AEC Q104第H組進(jìn)行額外的測(cè)試，見圖2。而整個(gè)AEC Q104的測(cè)試流程可以參考下圖：

需要注意的是，系統(tǒng)級(jí)封裝（System in Package，簡(jiǎn)稱SiP）是一種電子組件及其相關(guān)互連的組裝，封裝配置也旨在作為單個(gè)芯片封裝組件使用。因此，它可以根據(jù)AEC Q100第2.1節(jié)的要求進(jìn)行鑒定。SiP的一個(gè)例子是BGA封裝中的多個(gè)芯片，這些芯片以堆疊或并排配置組裝在一起。

AEC-Q104測(cè)試項(xiàng)目分組
群組A--加速環(huán)境應(yīng)力測(cè)試(PC、THB/HAST、AC or UHAST  or TH、TC、PTC、HTSL)共6項(xiàng)測(cè)試
群組B--加速生命周期模擬測(cè)試(HTOL、ELFR、EDR)--共3項(xiàng)測(cè)試
群組C--封裝組裝完整性測(cè)試(WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI、BST)--共7項(xiàng)測(cè)試
群組D--芯片制造可靠性測(cè)試(EM、TDDB、HCI、BTI、SM)--共5項(xiàng)測(cè)試
群組E--電性驗(yàn)證測(cè)試(TEST、HBM、CDM、LU、ED、FG、CHAR、EMC、SC、SER、LF)--共11項(xiàng)測(cè)試
群組F--缺陷篩選測(cè)試(PAT、SBA)--共2項(xiàng)測(cè)試
群組G--腔體封裝完整性測(cè)試(MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV)--共8項(xiàng)測(cè)試
群組H：模塊專項(xiàng)測(cè)試（BLR、LTSL、STEP、DROP、DPA、X-RAY、AM）--共7項(xiàng)測(cè)試
其中，H組測(cè)試是針對(duì)MCM的特定測(cè)試要求，也是AEC Q104和AEC Q100標(biāo)準(zhǔn)的最主要的區(qū)別，更細(xì)致的差別見下圖

AEC Q104和AEC Q100的差別

北測(cè)測(cè)試能力及AEC-104技術(shù)要求

AEC-Q104對(duì)大規(guī)模集成電路芯片IC的可靠性測(cè)試可細(xì)分為加速環(huán)境應(yīng)力可靠性、加速壽命模擬可靠性、封裝可靠性、晶圓制程可靠性、電學(xué)參數(shù)驗(yàn)證、缺陷篩查、包裝完整性試驗(yàn)，且需要根據(jù)器件所能承受的溫度等級(jí)選擇測(cè)試條件。需要注意的是，第三方難以獨(dú)立完成AEC-Q104的驗(yàn)證，需要晶圓供應(yīng)商、封測(cè)廠配合完成，這更加考驗(yàn)對(duì)認(rèn)證試驗(yàn)的整體把控能力。

關(guān)于北測(cè)
北測(cè)集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱"NTEK"）成立于2009年，總部位于深圳，主要從事智能網(wǎng)聯(lián)汽車、電子通信、新能源的研發(fā)驗(yàn)證、檢驗(yàn)檢測(cè)、失效分析、仿真模擬和市場(chǎng)準(zhǔn)入等質(zhì)量研究技術(shù)服務(wù)。

北測(cè)擁有豐富的車規(guī)級(jí)電子認(rèn)證經(jīng)驗(yàn)，已成功幫助100多家企業(yè)順利通過(guò)AEC-Q系列認(rèn)證。北測(cè)集團(tuán)以車企車規(guī)芯片國(guó)產(chǎn)化需求為牽引，依托國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，提供完善的檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)，通過(guò)AEC-Q車用標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把控汽車芯片安全質(zhì)量，助力國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)芯片大力發(fā)展，為打造智能汽車安全體系再添新動(dòng)力。