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品質保証とは 車載向けはマイナス40℃から最高150℃まで4段階の温度の試験規格

半導体の品質保証は、チップが使われる環境で長く壊れずに動くことを、加速した試験と不良の解析で確かめる仕事です。車載向けの規格AEC-Q100は、使う温度の範囲で4つの等級を定め、最も厳しい等級0はマイナス40℃から150℃です。

ポイント
  • 品質保証の部門は、新しい製品の信頼性の試験、出荷の判定、市場で起きた不良の解析、顧客への説明を受け持ちます。
  • 車載向けのAEC-Q100は、パッケージに入ったICを故障の仕組みに沿って試す規格で、温度で等級0〜3に分かれます。
  • 車載以外の多くの製品は、米国の規格団体JEDECの試験方法で認定します。
  • テキサス・インスツルメンツは、105℃で10万時間動かしたときの故障率を50FIT未満に抑えることを目標にしています。

品質保証は、半導体メーカーの中で、出荷する品の品質と信頼性に責任を持つ部門です。工場で検査に通ったチップでも、何年も熱や電圧にさらされるうちに壊れることがあります。品質保証は、それを前もって試験で確かめ、出荷してよいかを判断し、壊れたときには原因を突き止めます。

主な仕事

品質保証の主な仕事
仕事中身
信頼性の試験高い温度や湿度、電圧をかけて寿命を早回しで確かめる
製品の認定試験の結果をまとめ、規格を満たしたことを確認する
不良の解析返ってきた品を開けて、壊れた場所と原因を調べる
変更の管理工場や材料を変えるとき、品質に影響がないかを確かめて顧客に知らせる
顧客の対応監査を受け、品質のデータを示し、問題の対策を報告する

車載向けの規格:AEC-Q100

AEC-Q100は、米国の自動車電子協議会(AEC)が定めた、パッケージに入った集積回路の試験の規格です。ルネサスエレクトロニクスの説明によると、AECは部品の認定と品質の仕組みの共通の基準をつくるため、自動車メーカー3社が設けた団体です。ルネサスは、AEC-Q100の要件を満たす製品をデータシートに明記しています。

テキサス・インスツルメンツ(TI)の説明では、AEC-Q100は使う温度の範囲で4つの等級に分かれ、等級ごとに試験の条件が違います。車のどこに積むかで等級が決まります。

AEC-Q100の温度の等級(TIの説明による)
等級温度の範囲
等級0マイナス40℃〜150℃
等級1マイナス40℃〜125℃
等級2マイナス40℃〜105℃
等級3マイナス40℃〜85℃

AEC-Q100の品は、負荷をかける試験の前後に、室温とその等級の高い温度の両方で特性を測ります。民生向けの品は、試験の後に室温でだけ測ります。

数字で決める信頼性の目標

車載以外の新製品は、JEDECの規格JESD47に沿って認定することが多くなっています。TIは、105℃で10万時間動かしたときの故障率を50FIT未満とする目標を掲げています。FITは、10億時間あたりに何個壊れるかを表す単位です。

静電気への強さも数字で決めます。TIは、人の体からの放電を模した試験(HBM)で1キロボルト、部品自体の帯電を模した試験(CDM)で250ボルトを、業界の最低限の目安として挙げています。高い温度で長く動かす試験(HTOL)は、動作の寿命を確かめる代表的な試験です。

関連する用語

  • FIT:10億時間あたりの故障の数で表す故障率の単位です。
  • JEDEC:半導体の規格を定める米国の団体です。
  • IATF 16949:自動車の部品メーカー向けの品質の仕組みの国際規格です。

AEC-Q100の基になる文書は、AECの資料一覧で版が更新されます。TIは、パッケージの湿気への強さの分類にIPC/JEDECのJ-STD-020を使っています。

この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。

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