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)作為一項將多個獨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，其可靠性問題也日益成為業(yè)界關(guān)注的焦點。

AEC即Automotive Electronics Council，是美國汽車電子委員會的簡稱。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采用，促進了零部件制造商交換其產(chǎn)品特性數(shù)據(jù)的意愿，并推動了汽車零件通用性的實施，為汽車零部件市場的快速成長打下基礎(chǔ)。AEC-Q為AEC組織所制訂的車用可靠性測試標準，是零件廠商進入汽車電子領(lǐng)域，打入一級車廠供應(yīng)鏈的重要門票。

AEC-Q104是車規(guī)級多芯片模組的準入門檻
為了確保車用MCM的可靠性和安全性，汽車電子協(xié)會專門針對車用MCM提出了對應(yīng)的可靠性測試標準——AEC-Q104。這一標準適用于設(shè)計為直接焊接到印刷電路板組件上的MCM，旨在通過一系列嚴格的應(yīng)力測試，驗證MCM在實際應(yīng)用中能否達到預(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）的基于失效機理的應(yīng)力測試驗證。
AEC-Q104在2017年首次發(fā)布，AEC-Q104標準本身的范圍并沒有規(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。因為可能需要一些專門的規(guī)定和測試程序，AECQ-104明確了不包括IGBT和Power MOSFET模組。
MCM是由多個元器件組成的一個模組，從某種意義上來講，它算是一個小型零部件了，只不過MCM是把一些芯片加器件做成了一個獨立封裝Package的形式，對外連接可以是焊盤，或者是連接器。目前標準僅適用于那些設(shè)計出來是可以直接焊接在PCB (Printed Circuit Board) 印刷電路板上的MCM的。
除MCM外，AEC-Q104對SIP（System in Package，系統(tǒng)級封裝）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)首個適用于MCM和SIP、定義了BLR（Board Level Reliability板級可靠性）測試的標準。
隨著車輛電動化智能化及輔助駕駛技術(shù)的發(fā)展，原來元器件級采用AEC標準，零部件級采用ISO/IEC標準，而對MCM和SIP，沒有適用標準。
MCM/SIP是由多個芯片及器件組成的一個封裝，那這其中用到的芯片和器件還需要相應(yīng)的AEC-Q測試嗎？標準中也給了建議——可以使用MCM中相應(yīng)器件的AEC-Q100, AEC-Q101,或AEC-Q200認證原始數(shù)據(jù)去簡化AEC-Q104認證。
AEC-Q104上，為了依據(jù)MCM在汽車上實際使用環(huán)境，為復(fù)合式的環(huán)境，因此增加順序試驗，驗證通過的難度變高。
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/電感等被動元件、二極管離散組件、以及IC本身，在組合前若有通過AEC-Q100、AEC-Q101或AEC-Q200，MCM產(chǎn)品只需進行AEC-Q104H內(nèi)僅7項的測試，包括4項可靠度測試：TCT溫度循環(huán)、Drop（落下）、Low Temperature Storage Life (LTSL)、Start Up & Temperature Steps(STEP)；以及3項失效檢驗：X-Ray、Acoustic Microscopy（AM）、Destructive Physical（DPA）;
若MCM上的元件未先通過AEC-Q100、AEC-Q101與AEC-Q200，那必須從AEC-Q104的A-H八大測項共49項目中，依據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用，決定驗證項目，也就是說驗證項目會變得比較多。

AEC-Q104測試產(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、電動機伺服電路、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-數(shù)字轉(zhuǎn)換器/分解器、雙數(shù)轉(zhuǎn)換器等）
信號處理電路（采樣保持電路、調(diào)制解調(diào)電路等）

AEC Q104標準對MCM的定義十分明確：在一個單獨的MCM封裝內(nèi)，通過互聯(lián)多個有源和/或無源子組件來創(chuàng)建一個單一的復(fù)雜電路，該電路旨在通過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）組合成一個單一的氣密或非氣密封裝。

其中，不適用與AEC Q104標準的MCM類型包括：
· 一級/原始設(shè)備制造商（OEM）組裝到系統(tǒng)上的兩個組裝組件或MCM。
· 發(fā)光二極管（LED），這些由AEC Q102標準覆蓋。
· 微機電系統(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試程序，這些超出了AEC Q104標準的范圍。功率MCM由多個有源功率器件（即，IGBTs、功率MOSFETs、二極管）以及（如有必要）額外的無源器件（例如，溫度傳感器、電容器）組成，它們集成在一個基板上。
· 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標準中，對于具有嵌入式固件的MCM，固件被視為MCM的一個組成部分。因此，它作為整體系統(tǒng)方法的一部分進行鑒定，這取決于MCM的類型。換而言之，固件本身的獨立鑒定并不在AEC Q104標準的范圍之內(nèi)。

AEC-Q104測試方法選項

與AEC Q100類似，AEC Q104也對樣品的組裝批次提出了要求，同一組裝批次被定義為通過相同工藝步驟（即通過相同的機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試步驟。相同的材料組合包括多個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，MCM的可靠性測試方法可以借鑒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組進行額外的測試，見圖2。而整個AEC Q104的測試流程可以參考下圖：

需要注意的是，系統(tǒng)級封裝（System in Package，簡稱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)的要求進行鑒定。SiP的一個例子是BGA封裝中的多個芯片，這些芯片以堆疊或并排配置組裝在一起。

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

AEC Q104和AEC Q100的差別

北測測試能力及AEC-104技術(shù)要求

AEC-Q104對大規(guī)模集成電路芯片IC的可靠性測試可細分為加速環(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)驗證、缺陷篩查、包裝完整性試驗，且需要根據(jù)器件所能承受的溫度等級選擇測試條件。需要注意的是，第三方難以獨立完成AEC-Q104的驗證，需要晶圓供應(yīng)商、封測廠配合完成，這更加考驗對認證試驗的整體把控能力。

關(guān)于北測
北測集團（以下簡稱"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)驗證、檢驗檢測、失效分析、仿真模擬和市場準入等質(zhì)量研究技術(shù)服務(wù)。

北測擁有豐富的車規(guī)級電子認證經(jīng)驗，已成功幫助100多家企業(yè)順利通過AEC-Q系列認證。北測集團以車企車規(guī)芯片國產(chǎn)化需求為牽引，依托國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，提供完善的檢測認證服務(wù)，通過AEC-Q車用標準嚴格把控汽車芯片安全質(zhì)量，助力國產(chǎn)車規(guī)級芯片大力發(fā)展，為打造智能汽車安全體系再添新動力。