AEC-Q100文件，是芯片开展车规等级验证的重要标准和指导文件。

E组验证是ELECTRICAL VERIFICATION TESTS电气特性验证测试

本文将重点对E组的第5项ED ---- Electrical Distributions电分配项目进行展开讨论。

ED电分配这个项目，很多朋友都很陌生，特别是做可靠性实验室的朋友，大多数不知道这个是干什么的，但是如果是生产型企业，做车规产品符合16949的，那就对这项内容非常的了解和熟悉了。

我们先看一下表格内容

ED - Electrical Distributions - 电分配

表格中信息介绍和解读

表格中的信息给出，ED的分类是E5，Notes中包含了H、P、B、D，也就是说要求密封器件、塑封器件、要求BGA器件、破坏性测试；

需求的样品数量是30颗/批次，来自3个批次；

接受标准是Cpk>1.67；

测试方法是AEC Q100-009文件和AEC Q003文件。

附加需求：

供应商和用户必须就被测量的电气参数和接受方法达成一致。电分配要在室内、热、冷温度下进行测试。

在深入了解Q100-009和Q003文件之前，先简单解读一些，电分配并不是独立的测试项目，在附件需求中，其他项目都是写在该项目前、后进行高温、室温测试等内容，但是电分配明确说了，要在三温状态下进行测试，也就是电分配本身就是测试的一部分，就是和测试同步进行的。这里说的测试是TEST，E1项目，也就是ATE回测。

那么Cpk是什么？

Cpk (Process Capability Index )的定义：制程能力指数；

Cpk的意义：是制程水平的量化反映，用来表达制程的水平。

制程能力指数：是一种表示制程水平高低的方便方法，其实质作用是反映制程

合格率的高低。

Cpk计算公式： CPk=Cp×[1-Abs(Ca）其中：

Ca(Capability of Accuracy)：制程准确度;

Cp(Capability of Precision) :制程精密度;

其中

USL (Upper Specification Limit) 规格上限;

LSL (Low Specification Limit) 规格下限;

C (Center Line）规格中心;

X=(X1+X2+… …+Xn)/n平均值 (n为样本数)

T=USL-LSL 规格公差；

δ（sigma）为数据的标准差

Cpk的算法介绍完毕了，让我们看一下两个参考文件。

AEC Q100-009 REV-B ELECTRICAL DISTRIBUTIONS ASSESSMENT

1 适用范围

本规范描述了评估电气参数表征、分布(例如，对交流、直流和时序等)和集成电路的参数偏差的测试方法，这个测试要求已经确定了供应商规格书的参数规格限制。对于新产品，这些数据表的限值根据AEC-Q100的定义是通过应用AEC-Q003流程来确定的。测试结果用于确定满足器件规格的性能要求的能力。测试结果还可用于设置器件的测试限制(例如，LTL和UTL)。

2 目的

本试验方法的目的是定义获得集成电路上电参数的表征、电分布和参数位移数据的方法。该方法的目的是评估零件在正常工艺变化、时间和/或预期应用环境(例如，工作温度范围、电压等)下在规范参数范围内的功能。

3 名词定义

3.1 Cpk和Ppk

规格限制与能力(Cpk)或潜力(Ppk)之间关系的度量。参考:PPAP手册第四版，见SPC手册。（为什么上面说车规级产品的生产企业对电分配内容很是了解，因为PPAP和SPC正是来自16949的五大工具）

3.2 电气特性

确定零件的功能稳健性（Robustness）(例如，一个参数对另一个参数的影响等)。这些参数通常涉及器件在电压、频率和温度等极端操作条件下的电气参数测量，但也可能包括各种加载条件和根据供应商规格书或客户规范的其他输入AC和DC参数。

注:这与AEC-Q003中描述的工艺表征不同，在AEC-Q003中，材料被故意制造在工艺角(极限)值，并测试以确定和建立制造过程的“最佳点”。

3.3 电分配(电气分布)

在给定的温度、频率和电压下，从正常批量产品中的随机提取的样品来进行电气参数的统计分布，以确定器件满足客户规范或供应商规格书中参数要求的能力。

3.4 关键重要/关键电气参数

这是一种可测量的电气参数，如果它违反了该参数的规格限制，它可以合理地预期会影响部件的质量和/或可靠性。此外，也可以是与用户一起指定的可测量的电气参数，在用户预期应用的功能中是重要的参数。

3.5 测试下限(LTL)

一种比规格书下限(LSL)要求更严格的测试极限，用它来覆盖测试误差。

3.6 参数漂移

这是一种电参数因时间和环境条件而改变其初始值的现象。变化的形式可能是偏离产品的原始值，或者偏离一组器件的统计分布。当在单个产品基础上研究变化时，这种研究称为个体的参数漂移(需要对单个单元进行序列化)。

例如当用户指定一个或多个关键的重要/关键电参数作为其预期应用的重要项目，可能会要求个体漂移统计。当研究一组器件上的变化时，这种研究称为分布的参数漂移(不需要对单个单元进行序列化)。变化的原因可能是时间和/或环境条件(在实际应用中或通过加速压力测试模拟)。

3.7 测试上限(UTL)

一种比规格书上限(USL)要求更严格的测试极限，用它来覆盖测试误差。

4. 过程

4.1 需求

Q100要求每个产品认证都需要电分配验证。不允许使用通用数据。电气特性和参数漂移的性能不是必需的，但应根据供应商自己的评估或根据需要由用户和供应商之间的相互协议确定。

4.2 参数

供应商不需要对规格书中详细列出的每个电气参数执行电气分布。所测试的参数应是那些其变化可能影响输出质量和/或可靠性的参数，或那些对产品成功运行至关重要的参数。这个参数列表通常称为关键重要/关键电气参数。该参数列表可能由供应商基于对技术、过程、设计和用户应用范围的知识建立，或者可以由用户和供应商之间协商，通常通过用户产品规范定义一组对预期的用户应用影响很大的参数。关键重要/关键电气参数的样本列表可在AEC-Q001部件平均测试规范中找到。如果不存在参数列表，则默认列表是供应商规格书中定义的可测量电气参数集。

4.3 程序

4.3.1 样本大小

从给定的样品中随机选择一组部件，其样本大小在AECQ100中指定。

样品必须来自于生产过程，必须在生产设备上制造，所有的加工过程都作为产品未来交付给用户使用的相同过程。如果要确定个体的参数漂移，则将每个部分序列化。这将使确定绝对部分特定漂移以及样品(分布)漂移成为可能。如果统计显著性是对给定测量或参数的重要关注内容，供应商可以使用更大的样本量。

4.3.2 样品检验

使用相同测试程序将这些部件通过生产测试设备完成测试，使每个部件或根据第4.2节中确定的每个参数的一组部件能够获得变量数据。在室温下开始第一次测试，随后在器件规范中详细说明的极端高温和极端低温下运行。如果要执行“电气特性测试”，则重复此步骤的次数，更新需要更改的参数即可。

注: 在测试样品之前，如果需要确定测量误差的标准差，则在每个温度下，每个测试机至少测试两次统计显著数量的零件，以估计测量误差(stdevm)的标准差。

否则，使用测试设备的测量系统分析MSA生成的测量机重复性和再现性数据用于测试这些部件。（编者注：只要提到了Cpk，MSA就是必要的前提，MSA也是16949五大工具之一，MSA后续单写文章说明）

4.3.3 数据分析

一旦数据被收集，它应该以一种易于分析能力的格式制成表格。

数据字段应包括参数、测量单位、平均值、标准差、最小值和最大值、最小值和最大规格限制，以及每种温度、频率和/或电压的不同组合的Cpk/Ppk。供应商可以选择在提交给用户的任何报告中是否包括详细的零件测试数据，但数据应在用户要求时提供。

4.3.4 具有单边规范或非正态分布的过程(参考:PPAP手册第四版)

Cpk和/或Ppk过程能力指标的使用仅用于稳定过程的评估，假设正态性和双边规范(目标值在中间位置)。当应用于单边规范和/或由高度排序(例如，存储器件的速度筛选分级)生产材料(例如，根据存储器件的读取速度进行总体筛选)产生的非正态(非“高斯”)分布时，对电性分布(ED)数据评估的严格应用Cpk/Ppk指数可能产生不可靠的结果信息。

对于单边规范和/或非正态分布过程的替代验收标准应根据用户和供应商之间的协议。

4.3.5 设置LTL和UTL

如果供应商希望根据电态分布数据设定试验下限和上限，那么LTL和UTL可以得到如下结果:

其中

stdevm = 4.3.2节定义的测量误差的标准差。

g = 乘数，决定测量误差的程度(最小值为G =3)。

4.3.6 参数漂移检验

如果要进行参数漂移检验，在考虑的零件上完成应力测试(通常是HTOL)后重复上述步骤。

5. 评估标准

如果某个参数不符合产品规范的要求或用户和供应商之间达成的任何统计接受标准(例如，部件规范的Cpk/Ppk或高斯分布电气参数的规格书参数限制、单边或非高斯分布的指标、参数漂移程度等)，则需要对该参数进行评估。例如，一般用于高可靠性部件的关键重要/关键电气参数的典型指标是Cpk大于1.33和/或Ppk大于1.67。

供应商的资质总结报告应包括澄清有关参数的数据，以及统计分析技术的适用性(如果当它们适用，或不适用于提交给客户的资质批准的数据)。

例如，统计分析可能不适用于排序或随机的参数，非正态分布没有可接受的结果，等等。供应商可以提供直方图形式的分布，表明产品不会不符合规格，并且能够满足用户的要求。

如果评估表明产品应用可能存在潜在风险，用户或供应商可以考虑采取以下措施(建议按以下顺序进行，了解到某些措施可能会影响合格产品/技术的可用性和/或成本):

a.确保所使用测量系统的量具重复性和再现性是可接受的，对于被评估的数据。

b.证明参数本身是非正态的，并重新评估适用性(即，均值、模态和/或中值的显著差异，不可忽略的倾斜和/或峰度)，记住这些本质上是离散分布，可能不是完美的高斯分布。

c.供应商应向用户保证所涉及的电气参数不会对用户的应用产生不利影响。相反的，用户应该向供应商表明相关参数对应用过程非常重要，需要采取整改行动。

d.如果上述评估未能解决认证数据异常问题，且双方都确定用户的应用受到影响，则可能需要对存在问题的关键重要/关键电气参数进行产品筛选分拣。

e.如果存在问题的关键重要/关键电气参数的筛选分拣已经到位，则可以收紧无效参数的测试和/或规格限制，以消除失效，或者应该检查筛选的效率和有效性。

f.通过组合可能的规格更改、工艺重定向和/或组件重新设计，将参数重新居中。

6. 总结

电分配应向用户提供以下详细信息:

a.研究类型:电性分布，或者是否进行参数位移(个体或分布)。

b.待测的关键重要/关键电气参数清单，供应商应澄清统计分析技术的适用性，以及用户和供应商商定的其他参数。默认列表是供应商规格书中定义的可测量电气参数集。

c.用于评估电参数的指标(如Cpk、漂移度等)。

d.最小和最大工作电压。

e. IC的最小和最大工作频率或指定频率。

f. 高温、室温和低温测试结果。

ED测试内容比较复杂，如果有16949的PPAP和MSA经验的测试工程师，理解起来就会容易很多，主要目的是保证产品的一致性，特别在三温状态下参数的一致性。

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本文对AEC-Q100 E组的第5项内容ED电分配/电参数分布进行了介绍和解读，希望对大家有所帮助。

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