战国无双-策略国战活动站

蜥蜴斷尾求生後,拼命也要長回尾巴是有道理的!

- 城建攻略

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文轉載自宜特小學堂〈工程師該補強這 4 招,AEC-Q006 銅線封裝驗證流程大升級〉,如果您對半導體產業新知有興趣,歡迎按下右邊的追蹤,就不會錯過宜特科技的最新文章!

車用 IC 銅線封裝驗證流程大升級,長達 18 頁的AEC-Q006 改版條文太燒腦?別擔心,本篇懶人包讓你畫重點。無論你是設計、材料、製程、封裝、測試工程師、可靠度主管,還是驗證負責人,快速掌握新版 AEC-Q006 四大關鍵變更

在半導體封裝流程中,「打線鍵合」(Wire Bonding)是晶片和導線架(Lead Frame)進行電氣連接的主要技術,而打線材料的主角,以金與銅為大宗。隨著金價節節高升,低成本又具備高導電性的「銅線」逐漸崛起,適用於高密度與高功率的優勢,讓銅線技術廣泛應用於車用IC與車用功率模組中。

然而,銅線本身易於氧化,故在製程中須特別控制鍵合環境與表面潔淨度,以確保鍵合品質穩定。 此外,鍵合處在高溫、高濕度與熱機械應力條件下的長期可靠性亦為關鍵,銅線鍵合界面易產生劣化、微結構變異與疲勞失效,進而影響模組的電氣穩定性,所以需要透過加速壽命測試與材料選擇,確保其符合車規應用之耐久性與安全性要求。

因此,AEC 在 2025 年六月底推出了 AEC-Q006 重大改版(Rev. B 版),不僅強化了對銅線材料與製程變更的驗證要求,也全面更新實驗與分析項目,提升可靠度評估的嚴謹度。根據宜特觀察,市場已開始行動,多家車用晶片已著手進行銅線製程的升級驗證。這場驗證升級戰,你準備好了嗎?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

AEC-Q系列有六大家族成員,分別是 AEC-Q100(IC 晶片)、AEC-Q101(離散元件)、AEC-Q102(離散光電元件)、AEC-Q103(微機電系統)、AEC-Q104(MCM 多晶片模組)以及 AEC-Q200(被動元件)。這次要關注的雖非上述六大家族成員,卻是車用IC導入銅線技術的關鍵驗證標準 AEC-Q006。

AEC 是什麼?

AEC是於1990年由克萊思勒、福特汽車、通用汽車組成的組織,目的是要建立通用的汽車零件可靠度測試方法與品質系統標準。此協會全球僅93家為合格會員,皆是全球在汽車各領域翹楚,包括全球前10大的 Tier1 供應商 APTIV、BOSCH、CONTINENTAL、DENSO、MAGNA、ZF等,以及前10大的車用晶片 Tier 2 供應商 INFINEON、INTEL、NVIDIA、NXP、QUALCOMM、STM、TI等,而 Tier 3 供應商(也就是協助 Tier 2 的服務公司)則包含 TSMC、UMC、GF、Amkor 皆為其成員。

宜特於2022年底正式成為AEC會員。自 2015 年發表以來,AEC-Q006 陪伴產業走過十年歷程,成功讓銅線從早期的風險材料,轉變為汽車先進互連的可靠選項。隨著數百次驗證及低故障率數據支持,AEC-Q006 大幅強化了車用 IC 對銅線技術的信心。2025 年 6 月底上路的 AEC-Q006 Rev. B 版本,從過去十年大量驗證經驗的積累,進一步優化銅線驗證流程,讓元件在「更操、更嚴苛」的環境下也能確保穩健性裕度,同時驗證條文更清楚易懂,幫助工程師順利上手。

本期的宜特小學堂要來聊聊最新上路的 AEC-Q006 Rev. B 改版重點!別小看這次更新,它不只是條文微調,而是針對銅線封裝的可靠度驗證大升級 —— 從驗證流程、測試門檻到祖父條款的界定,全面強化可靠度評估的深度與一致性。想知道工程師們未來會多出哪些工作?改版又會對整體設計驗證流程帶來什麼衝擊?本文幫你整理 AEC-Q006 Rev. B 的四大變更重點,掌握新版規範背後的真正意圖。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

ACE-Q006 Rev.B 更新重點

一、重新定義「祖父條款」適用條件

在車用IC可靠度驗證標準持續演進的背景下,祖父條款(Grandfather Clause)扮演著平衡技術創新與既有產品穩定性的關鍵角色。AEC-Q006 Rev. B版本對祖父條款重新表述,明確界定其適用邊界,避免濫用或誤解。允許某些既有產品在符合特定條件下,可豁免重新驗證,但不得適用於不同技術家族的新產品。例如:若供應商在AEC-Q006發布前已完成銅線技術系列的車用驗證,並具備穩健性與可靠度證據,且生產過程無相關問題,即可免除重新驗證程序。

二、明確界定「需重新驗證」的變更類型

根據AEC-Q006標準,當元件設計、製程或材料發生變更,且可能影響銅線互連可靠度時,就必須重新評估是否需執行相關測試項目。以下列出常見需關注的變更類型但不限於:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

改變鍍層材料或焊盤結構:此類改變可能影響鍵合界面反應與附著力

更換銅線規格(直徑、材質):不同線徑或合金成分會改變鍵合行為與熱機械性能

改變封裝架構或模塑料(Mold Compound):影響熱膨脹係數與應力分佈

改變鍵合方式(Ball / Wedge Bond):不同鍵合技術對焊盤與線材的要求不同

轉移封裝廠或製程條件異動:如溫度、壓力、清潔度等的變動,皆可能影響到鍵合品質

這些變更若未經評估,可能導致鍵合不良、壽命縮短或故障模式改變。因此在設計變更或製程轉移階段,應主動啟動變更評估流程,並依據 AEC-Q006 測試項目進行驗證。

三、技術系列驗證更完整,提升一致性、減少不必要重工

為提升「不同廠、不同製程條件的銅線封裝產品」的可靠度一致性,與技術家族資格認定驗證效率,這次改版著重鍵合點(Stitch)驗證、導入批次驗證機制,提升製程穩定性、差異驗證流程適度簡化,以兼顧效率與風險控管。

不同導線架?要多驗一次!如果在相同系列產品中換了不同的導線架(Lead Frame),應執行「鍵合點(Stitch)」可靠度驗證,確保結構不同也不會影響鍵合品質。

導入「四批次驗證」機制,確保製程穩定性若封裝廠使用的是「完全複製(Copied Exactly)」的生產線,就需要做四個批次(4 lots)的驗證,才能確認沒有潛在風險、製程一致且穩定。

晶粒小很多?驗證可以簡化!當新元件的晶粒對角線尺寸小於既有參考元件的 115%(參考元件:指已通過 AEC Q 驗證),差異驗證項目可簡化為只執行一批次樣品的溫度循環測試(Temperature Cycling Test,簡稱 TCT),確保在熱應力條件下的可靠度穩定性,測試範圍限於 AEC-Q006 表 3 的第 1 到第 10 項測試(請參照本文表一)。

四、資格驗證流程大翻修!測得更準、也更有效率

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這次 AEC-Q006 Rev. B 針對整體銅線封裝的驗證測試流程做了一次大升級。調整測試計畫,擴充物理分析項目並明確界定封裝材料與熱機械失效風險,強化測試嚴謹度。抓出「高應力環境下鍵合處可能出現的異常」,同時讓工程師執行起來更具彈性並提升驗證效率。

取消功率溫度循環測試(Power Temperature Cycling Test,簡稱 PTC)PTC(Power Temperature Cycling)測試,主要失效機制是源自於晶片內部的溫度梯度,然而,對於採用銅線架構的元件而言,其所承受的應力相較於傳統溫度循環測試(Temperature Cycling Test,簡稱TCT)所產生的熱應力顯著較低。並且在考量產品設計成熟度與歷史數據支持的情況下,因此取消這個測試項目。

提供兩種驗證方案AEC-Q006 Rev. A包含大量的分析性測試,是作為銅線劣化狀況之觀測與判定依據,但 Rev. B 已可利用下述兩種驗證方案預測合理且具可比性的裕度。

一倍應力(1x stress)方案:確保元件在預期使用年限內具備穩定性與可靠度。

兩倍應力(2x stress)方案:視為風險緩解措施(risk mitigation)。此措施如同「超前部署」,透過更嚴格的測試,預防日後可能出現的異常,把風險降至最低。

但不管你選哪一種方案,通過 ATE (Automatic Test Equipment)驗證都是必要條件,不能省略。

測試驗證流程由 17 項應力試驗與物理分析項目(表一)所構成,依序執行以全面評估。可透過以下流程圖(圖一),快速掌握各項測試順序與對應分析手法。

圖一:驗證方案流程圖。圖片來源/宜特科技

表一:AEC-Q006 文件中的應力測試表(原文件表 3)。圖片來源/宜特科技

根據表一,如果元件已經順利通過第 13 項的 ATE 測試,則第 14 到第 17 項的分析性測試可選擇性執行,不是硬性規定。不過AEC協會還是建議供應商應視實際狀況評估,必要時仍需要進一步分析,確認產品的可靠度和製程穩定性。

這些分析性測試(像是物理分析、結構分析、失效模式評估等),主要是協助識別影響可靠性性能的潛在邊際性風險。至於是否要執行、怎麼執行,應該由供應商根據每個案件自行判斷,並訂出相應的技術標準與決策依據。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

至於要準備多少測試樣品?就要看你選哪一種驗證方案來決定。第 8 至第 11 項的測試樣本數,可以作為第 14 至第 17 項的參考依據。

圖二:AEC-Q006 應力試驗與物理分析項目改版前後。圖片來源/宜特科技

若想看 AEC-Q006 完整文件,請點此。

ACE-Q006 Rev.B 常見問題(FAQ)

Q1:AEC-Q006 是什麼?和 AEC-Q100 有什麼不同?A:AEC-Q006 是針對車用 IC 使用銅線封裝技術的專屬驗證規範,補充在 AEC-Q100 之外。它特別強調銅線的可靠度與風險評估,確保即使在車用環境下(高溫、高濕、震動)仍具備長期穩定性。

Q2:這次 AEC-Q006 Rev. B 改版的主要目的與重點是什麼?A:本次改版是在大量實務驗證經驗上調整流程,提升驗證效率、強化穩定性與可理解度,主要四大變更包括:祖父條款定義更清楚,避免濫用;變更條件更明確,哪些材料/製程變更必須重新驗證;技術系列驗證強化,新增批次與鍵合點驗證;測試計畫更新,取消部分冗測並導入新驗證邏輯。

Q3:如果我公司產品之前就完成過銅線車用驗證,還要重新做嗎?A:不一定。如果你的產品在 AEC-Q006 正式發表前就通過銅線封裝驗證,且生產過程無異常,可適用祖父條款免除重驗。但若有變更(如材料、線徑、封裝架構),仍需重新評估是否要驗證。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Q4:哪些變更會觸發重新驗證?A:常見需要重新驗證的變更包含但不限於:鍍層材料或焊盤結構改變、銅線規格(如線徑或合金)不同、封裝廠變更或製程異動、使用不同導線架或 Mold 模塑料、鍵合方式改變(Ball/Wedge Bond)。

Q5:新版本增加哪些測試?又取消了哪些?A:取消了 Power Temperature Cycling(PTC)測試,因其對銅線架構元件的應力有限。新增了以「1 倍應力 vs 2 倍應力」分流的彈性驗證方案,提升效率;物理分析項目也更完整,幫助發現潛在問題。

Q6:「一倍應力」和「兩倍應力」驗證是什麼意思?A:簡單來說,「一倍應力」模擬實際產品壽命需求;「兩倍應力」則是為了提高安全係數的加嚴測試。工程團隊可依需求選擇,但都需通過ATE測試確認功能可靠。

Q7:現在技術系列驗證是否變更?是不是更麻煩?A:驗證要求變得更完整但也更有彈性,如晶粒尺寸在合理範圍內可簡化測試批次(TCT 做 1 lot 即可),若導入 Copied Exactly 線,也有明確四批次驗證機制。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Q8:這次修訂對工程師有什麼影響?A:必須更清楚了解製程/材料變動的驗證條件、測試項目與樣品準備須更細緻、對物理分析與失效模式評估要求提高,需更多跨部門配合(如FA團隊)。

Q9:宜特在這次 AEC-Q006 改版中扮演什麼角色?A:宜特(iST)是亞洲首間 AEC 協會會員實驗室,不只是使用規範,更參與規範的討論與制定,能第一時間掌握改版重點並協助客戶規劃最佳驗證策略。

這次 AEC-Q006 的修訂,不只呼應銅線逐漸取代金線的趨勢,也針對車用電子在極端環境下的可靠度驗證機制再升級。從宜特這幾年觀察到的驗證需求來看,現在有越來越多車用 IC 開始導入或完成銅線封裝的可靠度測試,代表市場接受度正在提升。不過銅線本身的風險依然存在,還是得嚴格把關,才能確保長期穩定、安全無虞。

宜特科技作為 AEC 協會亞洲首家認可的實驗室會員,不只使用規範,亦參與 AEC 規範的制定,我們將持續關注車電驗證趨勢與國際規範演進,協助業界更快掌握實務重點,降低導入風險、提升驗證效率。若您喜歡這類產業解讀內容,歡迎追蹤宜特科技臉書,掌握第一手科技新知!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

锂离子电池上的 “安时(Ah)” 是什么意思?
從 Lightroom Classic 匯出相片