技术分享丨AEC-Q102-003认证介绍

2022年8月汽车电子委员协会（AEC）正式发布了AEC-Q102-003光电多芯片模组（OE-MCMs）的认证标准。Q102-003标准颁布的目的是在AEC-Q104多芯片模组的基础上对含光电多芯片模组的实际测试细节进行规范指导，满足目前逐渐增加的光电模组的认证需求。主要面向的对象是矩阵前照灯、智能RGB led及红外传感器（重点是激光雷达模组）等产品。

认证范围

AEC-Q102-003中定义的OE-MCMs是由至少包含一种光电器件的多个有源或无源器件组成，这些子组件通过焊接或胶粘方式相互连接到线路板上构成复杂电路封装在单个多芯片模组内。构成模组内的子组件可以是封装（例如塑封）和/或者未封装（例如裸芯）的形态。从标准规范、测试认证、商业和维护的角度考虑，多芯片模组在认证上是不可分割的，因此需要注意的是，如果产品仅以OE-MCM的形式通过认证，则模组中的任何单个子组件都不能被视为通过AEC认证。

OE-MCMs的主要目的是检测光信号或发射光信号，但有一些OE-MCMs是利用其自身内部光电信号功能(例如，光耦、光栅传感器)。标准中给出了OE-MCMs五种常见类型分类，见下图1，具体如下：

· Type A 由不同家族光电器件组成MCM模组（例如红外线反射式光电开关）。

· Type B 由不同家族的光电器件组成,这些光电器件不是用来作为光信号的输入、输出，只是利用其内部的光电信号功能（例如光耦、光栅传感器）。

· Type C 由光电器件与其他IC器件组成（例如RGB LED灯）。

· Type D MCM或PCB上的光电器件和其他芯片不可分割组成(例如矩阵式LED头灯)。

· Type E 包含光电器件的IC封装（CMOS传感器）。

· Type F 带有光电和其他子组件的PCB或基板，但不被作为单独个体，被用于直接连接到电路板(例如，通过焊接或胶粘方式)作为组件出售（例如，脉冲激光模组）。需重点说明的是，在实际情况下可能会很难明确产品是否符合该类型，需要兼顾产品的实际使用情况，客户需求进行灵活调整。

图1 OE-MCMs五种常见类型分类

OE-MCM认证流程

OE-MCM的认证应覆盖所有子组件的失效、组件到基板的连接性能及子组件之间相互作用构成的失效。因此，OE-MCM的认证除了所有子组件需要进行的必要测试外，还需要补充一些额外的测试，各子组件中一些相同的测试可以同时进行或者替换。完整的一套认证流程如图2所示：

图2 OE-MCM认证流程

· Step1:针对一个完整OE-MCM创建超集认证测试如图3。如果OE-MCM中至少包含一个IC集成电路,Q100测试应该是测试超集的一部分。如果至少包含一个分立半导体器件，Q101测试应该是超集的一部分。同样的方法也适用于光电器件(Q102)，MEMS器件(Q103)，无源器件(Q200)和其他未来可能会发布的元件组。在此之外，还需要有针对整个OE-MCM模组的特定测试，如板级可靠性、X-Ray和超声波扫描。

· Step2:将测试超集中相同失效机理的测试项合并为一组。

· Step3:评估每一组是否可以用一个测试条件和时间覆盖所有的测试项目。如果可以就只进行这一项测试。这里要注意，测试条件不得超过模组产品规格书宣称的范围。

· Step 4:可以使用通用数据和来自子组件级认证测试做替代测试。例如，可以使用其他封装的AEC-Qxxx测试的通用数据，但与封装相关的测试认证仍然必须在OE-MCM级别进行完成。如果在完整的OE-MCM中不能处理和测试所有子组件功能，可以优先考虑在子组件级别进行测试，然而，子组件级别的测试可能无法检测出不同子组件之间相互作用产生的失效机制和可靠性问题。子组件级的测试并不能完全排除供应商在OE-MCM中可能存在的风险和确保子组件可靠性的责任。因此还需要进行其他额外测试，以排除不同子组件之间可能出现的相互作用，包括：

1）均匀或非均匀热应力；

2）机械应力；

3）来自LED辐射产生的光电流；

4）与来自OE-MCM挥发有机物质反应。

· Step 5: 在OE-MCM级别上执行未在步骤3和4中省略的所有超集测试。

图3完整OE-MCM超集图示

超集创建注意事项

光电多芯片模组内子组件种类繁多，图3中的超集图示也不能完全涵盖所有种类。例如，AEC-Q103在超集中没有被提及。如果OE-MCM包含MEMS子组件，应以同样的方法创建超集并考虑AEC-Q103测试。同样，后续AEC-Q标准持续更新新项目也应同理纳入超集认证范围。

一些测试只适用于AEC-Q标准中的某些组件类型。例如，AEC-Q102中的低温工作寿命试验（LTOL）只适用于激光组件，不适用于LED组件。在这种情况下，不含激光组件的OE-MCM不需要考虑AEC-Q102 LTOL。每个AEC标准都会不时地更新，这可能会对超集产生影响。供应商和用户在制定综合鉴定测试计划、数据展示和超集模板时应使用标准最新的有效版本。每个标准都可在http://www.aecouncil.com单独下载。在测试中，可以根据实际情况调整OE-MCM的具体测试条件。例如，由于热限制或OE-MCM的设计概念，可能无法同时操作D型OE-MCM的所有LED模具(像素)。具体的测试条件和变化需经过供应商和用户双方达成协议并详细记录实验数据。

失效判据

1）不符合OE-MCM规范。

2）整体OE-MCM以及每个单独的芯片性能和光参数(如通量，颜色，亮度)的漂移超出允许值。

3）对于一些OE-MCM (例如，用于高分辨率前灯矩阵功能的led)，额外失效标准可由供应商和用户双方协商确定。

样品数量

认证所需样本数量在超集定义文件中有明确规定，具体超集文件可从http://www.aecouncil.com下载。对于非常复杂的OE - MCM(例如，用于非常高分辨率前照灯矩阵功能的led)，受成本因素影响，在供应商和用户之间的达成协议的基础上，样本数量可以从3 x 26个减小到3 × 10个。此外，对于复杂性非常高的OE - MCM，根据供应商和用户之间的协议，测试ELFR的样本量也可以减少，数量由供应商和用户确定。

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