<AEC-Q ?>
자동차 전장 부품의 신뢰성을 보장하기 위해 AEC (Automotive Electronics Council)에서 제정한 규격으로 자동차 환경에서 요구되는 고온, 진동, 충격 등 극한 조건에서의 성능 및 안정성을 확보하기 위한 내용과 신뢰성 시험 항목들이 정의되어 있다.
자동차 전장 부품의 종류에 따라 AEC-Q100, AEC-Q101, AEC-Q102, AEC-Q104 그리고 AEC-Q200 등으로 나누어지는데 나누는 기준을 아래 표로 정리해 본다. 대표적으로 5가지 규격만 기입하였지만 이외에도 더 많은 AEC-Q 규격이 있다.
| AEC-Q100 | 집적 회로 부품 (IC류 등) |
| AEC-Q101 | 능동 소자 부품 (트랜지스터, 다이오드 등) |
| AEC-Q102 | 능동 소자 부품 (LED류 등) |
| AEC-Q104 | 다중 칩 모듈 (MCM ; Multi Chip Modules) 부품 |
| AEC-Q200 | 수동 소자 부품 (저항, 인덕터, 커패시터 등) |
특히, AEC-Q100의 경우 집적 회로 부품으로 Grade로 등급을 분류하기도 하는데 분류 기준을 역시 아래 표로 정리해 본다. Grade는 0부터 3까지 있으며 숫자가 낮을수록 더 넓은 온도 범위를 가진다. 이는 더 가혹한 시험 조건을 통과해야 한다는 의미가 된다.
| Grade 0 | -40℃ ~ +150℃ |
| Grade 1 | -40℃ ~ +125℃ |
| Grade 2 | -40℃ ~ +105℃ |
| Grade 3 | -40℃ ~ +85℃ |
아래에서 각 규격 별 신뢰성 시험 항목들에 대해 정리해 보고자 한다. 전반적으로 규격 별 시험 항목이 유사 (Thermal Cycling, Humidity, Mechanical Shock, Vibration, ESD, Solderbility 등)하지만 구분한만큼 특정 (Error Rate,Hermeticity, Mixed Gas, Flammability 등)한 부분도 있다.
<AEC-Q100>
- 적용 대상 : 집적 회로 부품 (IC류 등)
- 시험 항목 : 총 41개. 상세 아래 표 참조 (AEC-Q100 Rev-H September 11, 2014 규격 참조)
| 구분 | 시험 항목 | 시험 항목 약어 |
| 1 | Pre-conditioning | PC |
| 2 | Temperature Humidity Bias or Biased HAST | THB or HAST |
| 3 | Autoclave or Unbiased HAST or Temperature-Humidity (without Bias) | AC or UHAST or TH |
| 4 | Temperature Cycling | TC |
| 5 | Power Temperature Cycling | PTC |
| 6 | High Temperature Storage Life | HTSL |
| 7 | High Temperature Operating Life | HTOL |
| 8 | Early Life Failure Rate | ELFR |
| 9 | NVM Endurance, Data Retention, and Operational Life | EDR |
| 10 | Wire Bond Shear | WBS |
| 11 | Wire Bond Pull | WBP |
| 12 | Solderability | SD |
| 13 | Physical Dimensions | PD |
| 14 | Solder Ball Shear | SBS |
| 15 | Lead Integrity | LI |
| 16 | Electromigration | EM |
| 17 | Time Dependent Dielectric Breakdown | TDDB |
| 18 | Hot Carrier Injection | HCI |
| 19 | Negative Bias Temperature Instability | NBTI |
| 20 | Stress Migration | SM |
| 21 | Pre- and Post-Stress Function/Parameter | TEST |
| 22 | Electrostatic Discharge Human Body Model | HBM |
| 23 | Electrostatic Discharge Charged Device Model | CDM |
| 24 | Latch-Up | LU |
| 25 | Electrical Distributions | EDR |
| 26 | Fault Grading | FG |
| 27 | Characterization | CHAR |
| 28 | Electromagnetic Compatibility | EMC |
| 29 | Short Circuit Characterization | SC |
| 30 | Soft Error Rate | SER |
| 31 | Lead (Pb) Free | LF |
| 32 | Process Average Testing | PAT |
| 33 | Statistical Bin/Yield Analysis | SBA |
| 34 | Mechanical Shock | MS |
| 35 | Variable Frequency Vibration | VFV |
| 36 | Constant Acceleration | CA |
| 37 | Gross/Fine Leak | GFL |
| 38 | Package Drop | DROP |
| 39 | Lid Torque | LT |
| 40 | Die Shear | DS |
| 41 | Internal Water Vapor | IWV |
<AEC-Q101>
- 적용 대상 : 능동 소자 부품 (트랜지스터, 다이오드 등)
- 시험 항목 : 총 39개. 상세 아래 표 참조 (AEC-Q101 Rev-D1 September 6, 2013 규격 참조)
| 구분 | 시험 항목 | 시험 항목 약어 |
| 1 | Pre- and Post-Stress Electrical Test | TEST |
| 2 | Pre-conditioning | PC |
| 3 | External Visual | EV |
| 4 | Parametric Verification | PV |
| 5 | High Temperature Reverse Bias | HTRB |
| 6 | AC blocking voltage | ACBV |
| 7 | High Temperature Forward Bias | HTFB |
| 8 | Steady State Operational | SSOP |
| 9 | High Temperature Gate Bias | HTGB |
| 10 | Temperature Cycling | TC |
| 11 | Temperature Cycling Hot Test | TCHT |
| 12 | TC Delamination Test | TCDT |
| 13 | Wire Bond Integrity | WBI |
| 14 | Unbiased Highly Accelerated Stress Test | UHAST |
| 15 | Autoclave | AC |
| 16 | Highly Accelerated Stress Test | HAST |
| 17 | High Humidity High Temp. Reverse Bias | H3TRB |
| 18 | High Temperature High Humidity Bias | HTHHB |
| 19 | Intermittent Operational Life | IOL |
| 20 | Power and Temperature Cycle | PTC |
| 21 | ESD Characterization | ESD |
| 22 | Destructive Physical Analysis | DPA |
| 23 | Physical Dimension | PD |
| 24 | Terminal Strength | TS |
| 25 | Resistance to Solvents | RTS |
| 26 | Constant Acceleration | CA |
| 27 | Vibration Variable Frequency | VVF |
| 28 | Mechanical Shock | MS |
| 29 | Hermeticity | HER |
| 30 | Resistance to Solder Heat | RSH |
| 31 | Solderability | SD |
| 32 | Thermal Resistance | TR |
| 33 | Wire Bond Strength | WBS |
| 34 | Bond Shear | BS |
| 35 | Die Shear | DS |
| 36 | Unclamped Inductive Switching | UIS |
| 37 | Dielectric Integrity | DI |
| 38 | Short Circuit Reliability Characterization | SCR |
| 39 | Lead Free | LF |
<AEC-Q102>
- 적용 대상 : 능동 소자 부품 (LED류 등)
- 시험 항목 : 총 35개. 상세 아래 표 참조 (AEC-Q102 Rev- March 15, 2017 규격 참조)
| 구분 | 시험 항목 | 시험 항목 약어 |
| 1 | Pre- and Post-Stress Electrical and Photometric Test | TEST |
| 2 | Pre-conditioning | PC |
| 3 | External Visual | EV |
| 4 | Parametric Verification | PV |
| 5 | High Temperature Operating Life HTOL | HTOL1 |
| 6 | High Temperature Operating Life HTOL | HTOL2 |
| 7 | High Temperature Reverse Bias | HTRB |
| 8 | Wet High Temperature Operating Life | WHTOL1 |
| 9 | Wet High Temperature Operating Life | WHTOL2 |
| 10 | High Humidity High Temperature Reverse Bias | H3TRB |
| 11 | Temperature Cycling | TC |
| 12 | Power Temperature Cycling | PTC |
| 13 | Intermittent Operational Life | IOL |
| 14 | Low Temperature Operating Life | LTOL |
| 15 | Electrostatic Discharge Human Body Model | HBM |
| 16 | Electrostatic Discharge Charged Device Model | CDM |
| 17 | Destructive Physical Analysis | DPA |
| 18 | Physical Dimension | PD |
| 19 | Terminal Strength | TS |
| 20 | Constant Acceleration | CA |
| 21 | Vibration Variable Frequency | VVF |
| 22 | Mechanical Shock | MS |
| 23 | Hermeticity | HER |
| 24 | Resistance to Solder Heat | RSH (Reflow) |
| 25 | Resistance to Solder Heat | RSH (Wave) |
| 26 | Solderability | SD |
| 27 | Pulsed Operating Life | PLT |
| 28 | Dew | DEW |
| 29 | Hydrogen Sulphide | H2S |
| 30 | Flowing Mixed Gas | FMG |
| 31 | Thermal Resistance | TR |
| 32 | Wire Bond Pull | WBP |
| 33 | Wire Bond Shear | WBS |
| 34 | Die Shear | DS |
| 35 | Whisker Growth | WG |
<AEC-Q104>
- 적용 대상 : 다중 칩 모듈 (MCM ; Multi Chip Modules) 부품
- 시험 항목 : 총 49개. 상세 아래 표 참조 (AEC-Q104 Rev- September 14, 2017 규격 참조)
| 구분 | 시험 항목 | 시험 항목 약어 |
| 1 | Preconditioning | PC |
| 2 | Temperature-Humidity-Bias or Biased HAST | THB or HAST |
| 3 | Autoclave or Unbiased HAST or Temperature-Humidity (without Bias) | AC or UHAST or TH |
| 4 | Temperature Cycling | TC |
| 5 | Power Temperature Cycling | PTC |
| 6 | High Temperature Storage Life | HTSL |
| 7 | High Temperature Operating Life | HTOL |
| 8 | Early Life Failure Rate | ELFR |
| 9 | NVM Endurance, Data Retention, and Operational Life | EDR |
| 10 | Wire Bond Shear | WBS |
| 11 | Wire Bond Pull | WBP |
| 12 | Solderability MCM External Leads | SD |
| 13 | Physical Dimensions | PD |
| 14 | Solder Ball Shear | SBS |
| 15 | Lead Integrity | LI |
| 16 | X-Ray | XAY |
| 17 | Acoustic Microscopy | AM |
| 18 | Electromigration | EM |
| 19 | Time Depedent Dielectric Breakdown | TDDB |
| 20 | Hot Carrier Injection | HCI |
| 21 | Negative Bias Temperature Instability | NBTI |
| 22 | Stress Migration | SM |
| 23 | Pre- and Post-Stress Function/Parameter | TEST |
| 24 | Electrostatic Discharge Human Body Model | HBM |
| 25 | Electrostatic Discharge Charged Device Model | CDM |
| 26 | Latch-Up | LU |
| 27 | Electrical Distributions | ED |
| 28 | Fault Grading | FG |
| 29 | Characterization | CHAR |
| 30 | Electromagnetic Compatibility | EMC |
| 31 | Soft Error Rate | SER |
| 32 | Lead (Pb) Free | LF |
| 33 | Part Average Testing | PAT |
| 34 | Statistical Bin/Yield Analysis | SBA |
| 35 | Mechanical Shock | MS |
| 36 | Variable Frequency Vibration | VFV |
| 37 | Constant Acceleration | CA |
| 38 | Gross/Fine Leak | GFL |
| 39 | Mechanical Shock Cavity Device Drop | DROP |
| 40 | Lid Torque | LT |
| 41 | Die Shear | DS |
| 42 | Internal Water Vapor | IWV |
| 43 | Board Level Reliability | BLR |
| 44 | Low Temperature Storage Life | LTSL |
| 45 | Start Up and Temperature Steps | STEP |
| 46 | MCM Drop Test | MCM DROP |
| 47 | Destructive Physical Analysis | DPA |
| 48 | X-Ray | XRAY |
| 49 | Acoustic Microscopy | AM |
* 시험 항목 중 X-Ray와 AM이 중복 확인되는데 규격 상세 확인 시, 그룹이 나누어져 있음으로 앞선 그룹에서 시험 진행했을 경우, 뒷 그룹에서 시험 Skip 가능 언급되어 있음
<AEC-Q200>
- 적용 대상 : 수동 소자 부품 (저항, 인덕터, 커패시터 등)
- 시험 항목 : 총 33개. 상세 아래 표 참조 (AEC-Q200 Rev-D June 1, 2010 규격 참조)
| 구분 | 시험 항목 | 시험 항목 약어 |
| 1 | Pre-and Post-Stress Electrical Test | 1 |
| 2 | High Temperature Exposure | 3 |
| 3 | Temperature Cycling | 4 |
| 4 | Destructive Physical Analysis | 5 |
| 5 | Moisture Resistance | 6 |
| 6 | Humidity Bias | 7 |
| 7 | High Temperature Operating Life | 8 |
| 8 | External Visual | 9 |
| 9 | Physical Dimensions | 10 |
| 10 | Terminal Strength | 11 |
| 11 | Resistance to Solvent | 12 |
| 12 | Mechanical Shock | 13 |
| 13 | Vibration | 14 |
| 14 | Resistance to Solder Heat | 15 |
| 15 | Thermal Shock | 16 |
| 16 | ESD | 17 |
| 17 | Solderability | 18 |
| 18 | Electrical Characterization | 19 |
| 19 | Flammability | 20 |
| 20 | Board Flex | 21 |
| 21 | Terminal Strength (SMD) | 22 |
| 22 | Beam Load | 23 |
| 23 | Flame Retardance | 24 |
| 24 | Rotation Life | 25 |
| 25 | Surge Voltage | 27 |
| 26 | Salt Spray | 29 |
| 27 | Electrical Transient Conduction | 30 |
| 28 | Shear Strength | 31 |
| 29 | Short Circuit Fault Current Durability | 32 |
| 30 | Fault Current Durability | 33 |
| 31 | End-of-Life Mode Verification | 34 |
| 32 | Jump Start Endurance | 35 |
| 33 | Load Dump Endurance | 36 |
<신뢰성 시험 진행 여부 및 항목 선정 기준 방법>
그럼 모든 부품들이 각 AEC-Q에 해당하는 신뢰성 시험 전체를 수행해야 하냐고 묻는다면 그렇지 않다. 각 규격을 살펴보면 알 수 있지만 부품의 특성 or 용도에 따라 시험 항목과 조건이 달라진다. 무조건 모든 시험을 한다고 좋은 것이 아니다. 해당 부품이 사용 되는 조건과 환경에서의 신뢰성이 보장되는 수준의 시험만 하고 필요 이상의 과도한 시험은 지양하는 것이 잡음이 낀 결과 확보를 피하고 비용과 시간을 절감할 수 있는 방법이 되겠다.
이에 각 AEC-Q 규격 내에는 부품 별 수행할 시험 항목과 수행하지 않을 시험 항목을 Matrix로 정리해 두었다. 다만 아래표로 정리한 것과 같이 사유는 기입되어 있지 않다. 간단히 함께 참고하면 좋을 듯 하다.
| 선정 기준 | 사유 |
| 온도 | 부품의 온도 등급에 따라 시험 항목 추가 및 시험 조건 변경 가능 Ex.) HTOL 시험의 경우, Grade 0 부품은 150℃ 조건으로 Grade 3 부품은 85℃ 조건으로 시험 수행 |
| 패키지 타입 | 부품의 패키지 타입 (WLP, CSP, BGA, QFP, DIP 등)에 따라 시험 항목 변경 가능 패키지 타입에 따라 구조, 크기 및 Wire / Solder Ball 사용 여부 등 차이 사유 Ex.) Wire Bonding 기반 패키지 : 와이어 본딩 전단 시험, 와이어 부식 시험 필수 Flip-Chip 기반 패키지 : 범프 전단 시험, 범프 열팽창 시험, 리플로우 시험 필수 Rigid 패키지 : 진동 시험, 충격 시험 필수 Flexible 패키지 : 파단 시험, 휨 구부림 시험 필수 |
| 기능 | 부품의 기능적 특성에 따라 특정 시험 항목 추가 가능 Ex.) Micro Controller or Logic Chip과 같이 파형에 민감한 부품의 경우, 정전기 방전 (ESD) 시험 필수 Connectivity Module or RF Module과 같이 데이터 통신을 하는 부품의 경우, EMI / RFI 내성 시험 필수 |
| 기타 | IC 내부에 수동 소자 부품이 포함된 경우 해당 소자에 대한 시험 항목 추가 가능 Ex.) IC 내부에 저항이 포함된 경우 AEC-Q200 기반 저항 내구성 및 안정성 시험 선택 |