AEC-Q100文件，是芯片開(kāi)展車規(guī)等級(jí)驗(yàn)證的重要標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)文件，本文將重點(diǎn)對(duì)G組的第1項(xiàng)MS - Mechanical Shock機(jī)械震動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行介紹。

MS - Mechanical Shock 機(jī)械振動(dòng)

我們先看一下表格中內(nèi)容的含義。

表格中信息介紹和解讀

表格中的信息給出，MS的分類是G1，Notes中包含了H D G，也就是說(shuō)要求密封器件、破壞性測(cè)試、承認(rèn)通用數(shù)據(jù)。

需求的樣品數(shù)量是15pcs/Lot，來(lái)自1個(gè)批次。

接受標(biāo)準(zhǔn)是0失效；

參考文件是JEDEC JESD22-B104

附加需求：

只要求Y1平面方向，5個(gè)脈沖，0.5毫秒持續(xù)時(shí)間，1500g峰值加速度。

試驗(yàn)前后要進(jìn)行TEST測(cè)試。

JEDEC JESD22-B104已經(jīng)被JESD22-B110替換，所以我們來(lái)看一下JESD22-B110這個(gè)文件。

JESD22-B110B.01 Mechanical Shock – Device and Subassembly

1 適用范圍

機(jī)械沖擊試驗(yàn)方法針對(duì)那些在自由狀態(tài)下組裝到印刷電路板上并應(yīng)用于電氣設(shè)備的這些器件。該方法旨在確定器件和組件的兼容性，并且確認(rèn)他們看能夠承受中等強(qiáng)度的沖擊。組件是指一種把被測(cè)試樣品在裝配到印刷線路板的組合形式。

此驗(yàn)證模擬的情況是突然施加的外力，或由于搬運(yùn)、運(yùn)輸或現(xiàn)場(chǎng)操作產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)突變而引起的機(jī)械沖擊可能會(huì)影響產(chǎn)品的工作特性，特別是如果震動(dòng)脈沖是重復(fù)的。這是一種用于器件鑒定的破壞性測(cè)試。

2 驗(yàn)證設(shè)備需求

震動(dòng)沖擊測(cè)試裝置應(yīng)能夠提供峰值加速度高達(dá)重力的2900倍的沖擊脈沖，速度變化為100至544厘米/秒(39至214英寸/秒)，脈沖持續(xù)時(shí)間為0.3至8.0毫秒。對(duì)于自由狀態(tài)測(cè)試，速度變化為每秒125到544厘米(每秒49到214英寸)，脈沖持續(xù)時(shí)間在0.3到2.0毫秒之間就足夠了。相反，對(duì)于安裝狀態(tài)測(cè)試，裝置的速度變化為100到544厘米/秒(39到214英寸/秒)，脈沖持續(xù)時(shí)間在5.0到8.0毫秒之間的裝置主體是足夠的。

加速度脈沖應(yīng)該是半正弦波形，與規(guī)定的峰值加速度的允許偏差不大于±10%。試驗(yàn)速度變化應(yīng)為規(guī)定水平的±10%。脈沖持續(xù)時(shí)間應(yīng)在上升時(shí)間為峰值加速度的10%和衰減時(shí)間為峰值加速度的10%的點(diǎn)之間測(cè)量。脈沖持續(xù)時(shí)間的絕對(duì)公差應(yīng)為規(guī)定持續(xù)時(shí)間的±15%。測(cè)試裝置換能器的固有頻率應(yīng)大于所建立沖擊脈沖頻率的5倍，并通過(guò)帶寬大于所建立沖擊脈沖頻率的5倍的低通濾波器進(jìn)行測(cè)量。產(chǎn)品篩選不應(yīng)該用來(lái)代替實(shí)際的認(rèn)證測(cè)量和流程。

在進(jìn)行任何測(cè)試之前，應(yīng)考慮設(shè)備校準(zhǔn)，以確保符合規(guī)定的目標(biāo)和可接受的公差。當(dāng)需要測(cè)試新樣品時(shí)，建議保留一套已知的Golden Sample用于測(cè)試前校準(zhǔn)工作。如果定期進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試，則定期進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)應(yīng)足以使設(shè)備滿足目標(biāo)和公差限制。

3 名詞和定義

組件:一種組合

注1:舉例組件可以包括作為晶體管組件的源極和漏極區(qū)域，作為封裝集成電路組件的引線框和Die，作為印刷電路板組件的電阻和集成電路，作為計(jì)算機(jī)組件的主板，作為顯示器組件的LCD屏幕，產(chǎn)生復(fù)雜波形的交流和直流組件，以及作為軟件程序組件的回路和算法。

注2:產(chǎn)品作為器件或部件的分類取決于所有者在對(duì)產(chǎn)品分類時(shí)的目的。

dead-bug (死蟲(chóng)子-特指器件方向):指引腳朝上的封裝朝向。

live bug(活蟲(chóng)子-特指器件的方向):引腳朝下的封裝朝向，例如，產(chǎn)品引腳放在平面上。

Device:為服務(wù)于特殊目的或執(zhí)行特殊功能而設(shè)計(jì)的設(shè)備、機(jī)構(gòu)或其他實(shí)體的一部分。

注1:在JEDEC文檔中，“Device”一詞通常用作這些文檔范圍內(nèi)固態(tài)器件的類型或類型的縮寫。上下文可能另有所指;例如，在短語(yǔ)“the device used to hold the device under test"中，第一個(gè)“Device”是指一種機(jī)構(gòu);第二個(gè)是指固態(tài)器件。

（編者注：Device一詞是整個(gè)AEC Q100文檔翻譯過(guò)程中最難的一個(gè)詞，因?yàn)樗挚梢源戆雽?dǎo)體器件又可以代表設(shè)備或者裝置，有些時(shí)候需要結(jié)合上下文思考很久才知道原文說(shuō)的是什么意思）

注2:產(chǎn)品作為器件或部件的分類取決于所有者在對(duì)產(chǎn)品分類時(shí)的目的。

偏離指定加速度[速度變化][脈沖持續(xù)時(shí)間]水平:測(cè)量值與目標(biāo)值之間的最大差值。

等效落差高度：在真空中，在標(biāo)準(zhǔn)重力作用下，靜止物體必須從自由落體高度落下，以達(dá)到與測(cè)試規(guī)范中規(guī)定的速度變化相等的速度。

注:這是當(dāng)發(fā)生零反彈的撞擊時(shí)，將產(chǎn)生指定速度變化的理論高度。此高度僅供各種使用條件下參考。

自由狀態(tài):器件或組件被緊密地連接到測(cè)試儀器上，以便將規(guī)定的全部沖擊水平傳遞到器件或組件本體上的狀態(tài)。

安裝狀態(tài):組件由測(cè)試夾具支撐的狀態(tài)，使產(chǎn)品可以彎曲并模擬使用條件，并以一種方式將全部指定的沖擊水平傳輸?shù)浇M件主體。

峰值加速度:被測(cè)試樣動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度。

脈沖持續(xù)時(shí)間:加速度第一次達(dá)到指定峰值水平的10%與加速度達(dá)到指定峰值水平后第一次回到指定峰值水平的10%之間的時(shí)間間隔。

說(shuō)明脈沖的基本頻率為1/ (2 × 脈沖時(shí)間)。

承受條件:應(yīng)力嚴(yán)重程度的名稱。

組件:印刷電路板及其上組裝的器件，構(gòu)成電氣設(shè)備的一個(gè)單元或部分。

注意：器件最好位于印刷電路板的中心位置。

速度變化:加速度間隔對(duì)整個(gè)沖擊持續(xù)時(shí)間的積分，至少包括脈沖持續(xù)時(shí)間間隔。

垂直方向:與重力平行的方向，即垂直于地球的歸一化表面。

4 流程

在使用前，應(yīng)將沖擊測(cè)試儀器安裝在一個(gè)堅(jiān)固的實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)或底座上，并將其調(diào)平。要做到防止因裝置震動(dòng)的“反彈”而導(dǎo)致重復(fù)震動(dòng)發(fā)生的方式。在自由狀態(tài)下，除非另有說(shuō)明，否則器件或組件應(yīng)在三個(gè)正交軸(X、Y、Z)的正、負(fù)方向上分別遭受30次沖擊，即所選使用條件(見(jiàn)表1)中規(guī)定的峰值加速度、速度變化和脈沖持續(xù)時(shí)間的5個(gè)沖擊脈沖。如果需要在安裝狀態(tài)下進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，則組件應(yīng)總共遭受12次沖擊。分別為所選使用條件(見(jiàn)表2)在三個(gè)正交軸(X、Y、Z)的正、負(fù)方向上指定的峰值加速度、速度變化和脈沖持續(xù)時(shí)間的兩個(gè)沖擊脈沖。圖1和圖2分別定義了三個(gè)正交軸的器件朝向、正、負(fù)方向。

根據(jù)所需的測(cè)試信息，可以執(zhí)行兩種類型的測(cè)試。一種是在自由狀態(tài)下測(cè)試器件或組件，另一種是在安裝狀態(tài)下測(cè)試組件。接受測(cè)試的器件或組件應(yīng)隨機(jī)選擇并具有典型的生產(chǎn)線代表。在自由狀態(tài)下，器件或組件應(yīng)嚴(yán)格連接到測(cè)試儀器上，以便將完全規(guī)定的沖擊水平傳遞到器件或組件本體上。如果進(jìn)行了安裝狀態(tài)測(cè)試，則安裝到測(cè)試設(shè)備的方法應(yīng)符合典型的使用條件。如果器件或組件的返工、重用、重新安裝、磨損或其他壓力過(guò)程是可能的，則應(yīng)在沖擊試驗(yàn)之前對(duì)器件或組件進(jìn)行這樣一個(gè)或多個(gè)過(guò)程。在測(cè)試硬件準(zhǔn)備過(guò)程中使用這些過(guò)程應(yīng)記錄在案。

4.1 器件或組件處于自由狀態(tài)

在自由狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試的器件或組件必須至少符合表1所示的一種使用條件(A到H)，并應(yīng)記錄在案。指定的沖擊應(yīng)以模擬加工、包裝和運(yùn)輸過(guò)程中預(yù)期沖擊的方式施加于器件或組件本體上。器件或組件應(yīng)嚴(yán)格連接到測(cè)試儀器上，以使其在器件或組件本體上承受完全規(guī)定的沖擊水平。在指定的使用條件的嚴(yán)重程度上，應(yīng)在三個(gè)正交軸的兩個(gè)方向上各施加至少5次沖擊(至少總共30次沖擊)。

（編者注：AEC Q100中的要求沒(méi)有這么復(fù)雜，僅要求Y1方向，1500g，0.5毫秒，5次脈沖，也就是相對(duì)于JESD22-B110里面的B標(biāo)準(zhǔn)即可）

4.2 安裝狀態(tài)下的組件

如果需要，組件也應(yīng)在安裝狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，但必須滿足表2中所示的至少一項(xiàng)使用條件(1至14)，并應(yīng)記錄在案。指定的沖擊應(yīng)施加到安裝在測(cè)試儀器上的組件上，該組件可以允許彎曲來(lái)模擬使用條件并固定在夾具上，以一種完全指定的沖擊水平傳遞到組件主體的方式。支持組件的首選方法是開(kāi)槽/夾緊“邊框”，或凸起凸臺(tái)螺栓夾具，四個(gè)區(qū)域的接觸點(diǎn)距離任何器件不超過(guò)一英寸。組件、支撐方法、測(cè)試夾具安裝尺寸以及組件的一個(gè)或多個(gè)最低諧振頻率應(yīng)予以記錄。在指定的使用條件的嚴(yán)重程度上，應(yīng)在三個(gè)正交軸的兩個(gè)方向上各施加至少兩次沖擊(至少總共12次沖擊)。

當(dāng)組件以模擬應(yīng)用配置的方式安裝時(shí)，將得到最佳測(cè)試效果。如果該信息未知或不可用，則推薦用于測(cè)試組件PCB的JEDEC標(biāo)準(zhǔn)板卡(如JEDEC標(biāo)準(zhǔn)JESD51-9、JESD51-10和JESD51-11中所述)，它可以進(jìn)行修改，以包括器件和連接功能電路。

另外，如果JEDEC標(biāo)準(zhǔn)板卡的尺寸或結(jié)構(gòu)不適合給定的器件，則應(yīng)該使用印刷電路板，具有器件組件應(yīng)用的典型尺寸、材料和結(jié)構(gòu)，并應(yīng)包括電路設(shè)計(jì)以測(cè)試組件上的器件的功能、連接性和損壞。印刷布線板的尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)記錄在案。使用組件應(yīng)用硬件的測(cè)試結(jié)果是最直接的，應(yīng)該優(yōu)先于使用測(cè)試載具獲得的結(jié)果。

4.3 測(cè)量

如果需要，應(yīng)進(jìn)行密封性測(cè)試、目視檢查和電氣測(cè)量(包括參數(shù)和功能測(cè)試)。

5 失效標(biāo)準(zhǔn)

如果器件或組件的密封性要求(如果有的話)不能完成測(cè)試，如果超出了參數(shù)限制，或者不能在適用的接受標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的條件下完成功能，則器件或組件應(yīng)被視為故障。

機(jī)械損傷，如器件部分的開(kāi)裂、剝落或破碎，也應(yīng)被視為故障，只要這種損傷不是由夾具固定或轉(zhuǎn)運(yùn)處理造成的，而且這種損傷對(duì)特定應(yīng)用的性能至關(guān)重要。組件失效標(biāo)準(zhǔn)可能包括但不限于印刷電路板的焊接連接、兼容引腳、粘合劑、封裝或底部填充，這些對(duì)器件或組件的可靠性有重大影響。

6 總結(jié)

下列細(xì)節(jié)應(yīng)在適用的接受文件中做好規(guī)定:

a)測(cè)試使用條件，針對(duì)所執(zhí)行的每次測(cè)試。

b)電氣測(cè)量。

c)樣本量和接受數(shù)量。

d)故障的處理。

e)密封泄漏率(如果適用)。

f)安裝狀態(tài)測(cè)試載具和夾具的描述(如果適用)。

g)器件測(cè)試前應(yīng)力歷史描述(如果適用)。

本文對(duì)AEC-Q100 G組的第1項(xiàng)內(nèi)容MS - Mechanical Shock 機(jī)械震動(dòng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了介紹和解讀，希望對(duì)大家有所幫助。

材料整理制作不易，轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)注明出處，文章中不對(duì)的地方歡迎指教和交流溝通。