车规级半导体制造工艺和可靠性验证流程介绍

现在的汽车已经进入到了一个大规模生产的阶段的，一款车 1 年可以生产数十万辆，所以这对产品质量的一致性要求就非常高了。这在早些年对于半导体材料来说，是挺有挑战的。

毕竟生产半导体中的扩散等工艺的一致性是很难控制的，生产出来的产品性能易离散，早期只能依靠老化和筛选来完成，现在随着工艺的不断提高，一致性得到极大提高。质量的一致性也是很多本地供应商和国际知名供应商的最大差异。对于组成复杂的汽车产品来说，一致性差的元件导致整车出现安全隐患是肯定不能接受的。

制造工艺

汽车产品制造工艺的要求，虽然汽车的零件也在不断的向小型化和轻量化发展，但相对消费产品来说，在体积和功耗上还相对可以放松，一般使用的封装较大，以保证有足够的机械强度并符合主要的汽车供应商的制造工艺。

产品生命周期

虽然近些年，汽车产品不断的降价，但汽车还是一个耐用的大件商品，必须要保持相当长的时间的售后配件的供应能力。同时开发一个汽车零件需要投入大量的验证工作，更换元件带来的验证工作也是巨大的，所以整车制造企业和零部件供应商也需要维持较长时间的稳定供货。

标准

这样看来，满足汽车产品要求的确复杂，而且以上的要求是针对汽车零件的（对于电子元件来说就是系统了），如何去转换成电子元件的要求就变得很困难，为解决这个问题就自然有一些规范标准出现，比较得到公认的就是 AEC 的标准：

• AEC Q100 针对有源（Active Device）元件的要求

• AEC Q200 针对无源（Possive Device）元件的要求

当然我猜想很多人还会说，还有许多的整车厂的企业标准。但这点我也想来说一下我的理解。在我以前工作过的整车厂确实是有相关的一般可靠性要求的标准，但它考核的是一个完整的汽车组件(由电子元件构成的系统)，而非直接针对组成这些组件的电子元件的要求（电阻，电容，三极管，芯片等），虽然它的要求是可以用来参考对下级元件的选型，但作为电子元件测试等来说还是非常的不合适的。

车规的验证

在我以前的工作中，难免会使用到一些没有 AEC Q100/200 认证的电子元件，很多车厂的人员都会希望进行一些可靠性验证，来验证它是否满足车规要求。

而我个人的看法是，这种方法并不太有效，因为这些测试都只能是必要不充分测试。只能用于否定该器件的可用性，而不能确定其可以使用。

原因很简单，样本数量太少测试的项目并不充分。对于半导体这种大批量制造的元件，通过少量的样本的测试来确定其可靠性，个人认为是非常的不靠谱的，这里我们也可以来看看 AEC Q100 进行的主要认证测试项目，也就可以看出差别。

哪个标准要求高？

车规和工规，谁的要求高。普遍的认为标准的高低顺序是军工 > 汽车 > 工业 > 消费电子。但个人却不能完全接受这个顺序。工业是个很宽的范围，也遇到的环境和可靠性需要也是差异巨大的。可以想象得到比如一个大型工业设备的可靠性要求绝对不会比汽车要求低。（比如一个大型电厂的关键设备），而同时环境的苛刻度也可能会远超汽车的要求，并不能简单的说工规要求就比汽车低。

使用车规零件的坏处

任何选择都不可能只有好处没有坏处，使用车规电子元件有什么坏处呢？

首先就是贵，体系要求高，开发验证花费大，产量低导致成本高出消费电子一大截。相对较高的门槛也使得存在较多的销售溢价。

其次的坏处就是选型困难。玩电子的人都知道发展到今天，电子元件相当的丰富，做相同功能的产品可以有多种方案，复杂度可能差异巨大，但有时为达到车规的要求，不得不放弃一些集成度高的方案。

还有一个比较明显的坏处就是某些产品技术落后，大量的验证工作影响到了新产品的上市速度，同时，芯片厂家一般的投放策略也是希望在消费电子市场上成熟后，才将该产品应用在到汽车市场上。比如在 2013 年小编在开发的一款产品使用的 ARM Cortex A9 的处理器，当时在汽车市场已经基本上是最好的产品了，但消费市场上 ARM Cortex A57 的处理器并不稀奇。

车规级器件芯片封装清洗：

研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

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