航空電子過程管理 航空航天合格電子元件（AQEC）第1部分：集成電路和分立半導體 征求意見稿

1GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016航空電子過程管理航空航天合格電子元件(AQEC)第1部分:集成電路和分立半導體本文件規(guī)定了被指定為“航空航天合格電子元件(AQEC)”的集成電路和分立半導體的最低要求。本文件適用于具有以下特性的集成電路和分立半導體：a)由部件制造商提供的一套最低要求或信息，允許制造商將標準COSTS組件指定為AQEC；b)至少，每個COTS組件（指定AQEC）按照組件制造商對標準數(shù)據(jù)手冊組件的要求進行設計、制造、組裝和測試；c)被指定為AQEC的COTS組件的資質(zhì)和質(zhì)量體系宜包括制造商的標準、操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)范。應在提出要求時提供這一信息；d)在制造商滿足AQEC要求之前制造的部件，如使用相同的工藝，也被認為符合AQEC要求；e)指定為AQEC（將支持AQEC客戶）的設備的其他屬性見附錄B。通過AEC-Q100標準的0級到3級的零件被認為是AQEC。對于適用于0℃至+70℃溫度范圍的應用，4級也被視為AQEC。客戶應根據(jù)IECTS62239-1提供文件，證明所使用的等級類別符合應用要求。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。IECTS62239-1航空電子過程管理-管理計劃-第1部分：電子元器件管理計劃的準備和維護（Processmanagementforavionics–Managementplan–Part1:Preparationandmaintenanceofanelectroniccomponentsmanagementplan）ISO9001質(zhì)量管理體系要求(Qualitymanagementsystems–Requirements)J-STD-048產(chǎn)品停產(chǎn)通知標準（NotificationStandardforProductDiscontinuance）3術(shù)語、定義和縮略語3.1術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1.1AQEC規(guī)范由制造商或為其準備的描述AQEC產(chǎn)品的文件。也可能是更大的文檔系統(tǒng)中一個明確的項目?？梢詥为毶暾埮c2GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:20163.1.2AQEC計劃由計劃所有者編寫的文件(見3.1.10)，該文件清楚、簡潔和明確地記錄了計劃所有者為滿足本文件的要求而使用的過程。3.1.3評價評估計劃所有者的AQEC計劃，以確定其是否符合本文件。3.1.4微電路集成電路所有或部分電路元件是不可分離的連接和電連接(在一個或多個基板上，在一個獨特的不可分割的封裝中)、具有高電路元件密度的器件?；谄浣Y(jié)構(gòu)和商用，被認為是不可分割的。3.1.5半導體分立半導體器件指定用于執(zhí)行基本功能的半導體器件，其本身不能被分割成獨立的功能部件(例如二極管、晶體管、光電耦合器、發(fā)光二極管和相關(guān)產(chǎn)品)。3.1.6元器件部件本文件所用的微電路、集成電路、半導體或分立半導體。3.1.7客戶用戶設計人員采購符合本文件的集成電路和/或半導體器件并將其用于設計、生產(chǎn)和維護系統(tǒng)的原始設備制造商（OEM）。3.1.8客戶群體3GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016可共同行動以解決與本文件有關(guān)的問題的客戶團體。3.1.9數(shù)據(jù)表由制造商編寫的描述元器件的電氣、機械和環(huán)境特性的文檔。3.1.10制造商計劃所有者可能被指定為AQEC的集成電路、微電路或其他半導體器件的生廠商。3.1.11供貨商元器件經(jīng)銷商。3.1.12第三方指定代表客戶群體行事的一方。3.1.13引出端元器件中用電氣或者機械連接到下一級裝配的結(jié)構(gòu)。3.1.14組成部件的形狀、尺寸和排列，存在或表現(xiàn)出的形式，或物品的材料構(gòu)成形式。3.1.15適合合格和稱職。3.1.16功能在不降低可靠性的前提下，按照產(chǎn)品設計的規(guī)格進行工作。4GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:20163.2縮略語下列縮略語適用于本文件。AQEC——航空航天合格電子元件（Aerospacequalifiedelectroniccomponent）BiCMOS——雙極CMOS（BipolarCMOS）BPSG——硼磷硅酸鹽玻璃（Borophosphosilicateglass）COTS——商品貨架產(chǎn)品（Commercialofftheshelf）CMOS——互補金屬氧化物半導體（Complementarymetaloxidesemiconductor）DDR——雙倍速率（Doubledatarate）DRAM——動態(tài)隨機存取存儲器（Dynamicrandomaccessmemory）DSCC——哥倫布國防供應中(DefencesupplycentreColumbus)DSIAC——國防系統(tǒng)信息分析中心（Defensesystemsinformationanalysiscenter）ECMP——電子元器件管理計劃（Electroniccomponentmanagementplan）FFF——組成、適合與功能（Form,fitandfunction）FIT——失效率（Failuresintime）FPGA——現(xiàn)場可編程門陣列（Fieldprogrammablegatearray）GIDEP——政府工業(yè)數(shù)據(jù)交換計劃（Governmentindustrydataexchangeprogram）HAST——高加速應力試驗（Highlyacceleratedstresstest）HCI——熱載流子注入（Hotcarrierinjection）HTOL——高溫工作壽命（Hightemperatureoperatinglife）LED——發(fā)光二極管（Lightemittingdiode）LTB——最后購買時間（Lasttimebuy）MCU——微控制器（Multiplecellupset）MRAM——磁阻隨機存取存儲器（Magnetoresistiverandomaccessmemory）NAND——與非（NegationAND）NBTI——負偏壓溫度不穩(wěn)定性（NegativebiastemperatureInstability）NOR——或非（NegationOR）PBTI——正偏壓溫度不穩(wěn)定性（Positivebiastemperatureinstability）PCN——產(chǎn)品變更通知（Productchangenotification）SDRAM——同步動態(tài)隨機存取存儲器（Synchronousdynamicrandomaccessmemory）SEE——單粒子效應（Singleeventeffect）SEU——單粒子翻轉(zhuǎn)（Singleeventupset）SER——軟錯誤率（Softerrorrate）SEL——單粒子閂鎖（Singleeventlatch）SEFI——單粒子功能中斷（Singleeventfunctionalinterrupt）SRAM——靜態(tài)隨機存取存儲器（Staticrandomaccessmemory）SOS——藍寶石硅（Silicononsapphire）TDDB——與時間相關(guān)的電介質(zhì)擊穿（Timedependantdielectricbreakdown）THB——溫濕度偏差（Temperaturehumiditybias）VID——供應商項目圖（由DSCC控制和發(fā)布）（Vendoritemdrawing）4技術(shù)要求4.1AQEC計劃AQEC制造商應記錄用于確保符合下列要求的過程，并將其納入AQEC計劃。這些要求確定了制造商5GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016的COTS轉(zhuǎn)為AQEC所需的附加過程、文件和程序。該計劃包括但不限于識別AQEC與COTS部件不同的數(shù)據(jù)表參數(shù)和/或條件。應查明這些差異，并應要求提供數(shù)據(jù)。4.2AQEC規(guī)范4.2.1概述對于航空電子設備客戶，AQEC制造商提供的信息通常將按照客戶電子部件管理計劃（見IECTS62239-1）使用和保留。4.2.2AQEC數(shù)據(jù)表AQEC制造商應提供包括操作特性和物理特性的數(shù)據(jù)表，并持續(xù)修訂。任何針對應用的已知環(huán)境限制都應被識別出（見)。本文件應規(guī)定給定部件號的組成、適合性和功能。未經(jīng)適當通知，不得改變此基準（見4.7）。鼓勵使用唯一出版或發(fā)行的AQEC數(shù)據(jù)表。至少，AQEC制造商應單獨或按類別記錄：a)功能工作溫度范圍；b)在工作溫度范圍內(nèi)定義的性能（機械和電氣）；c)最高貯存溫度；d)最高工作結(jié)溫或工作外殼溫度；e)規(guī)定的引線材料、基板和引出端；f)封裝外形圖；g)適用的COTS數(shù)據(jù)表（或AQEC唯一數(shù)據(jù)表，如適用），名稱和其他參考數(shù)據(jù)（如適用）。4.2.3材料對于本文件所涵蓋的每個AQEC，制造商應根據(jù)要求提供描述部件材料含量的信息。附錄A描述了AQEC的典型材料含量。被AQEC制造商認為是專有的且不是危害的材料可不公開披露。4.2.4AQEC可見度每份數(shù)據(jù)表應聲明部件符合AQEC規(guī)范要求（首選），或者零件制造商可選擇在其網(wǎng)站上列出所有AQEC部件號，或在其他符合要求的部件類別的描述中包含AQEC參考信息。4.2.5AQEC預期壽命用于特征尺寸為90nm及以下的高度復雜硅基技術(shù)元器件，包括SRAMs、DRAMs(SDRAMS、DDR系列）、閃存（NOR邏輯門、NAND邏輯門、MRAMS、微處理器、FPGA)，AQEC制造商應識別特定AQEC在特定應用環(huán)境（見）中的極限磨損失效機理。AQEC制造商應使用通過同行評審出版物或在行業(yè)標準和出版物中描述加速模型和失效率的評價和報告方法。此信息應在網(wǎng)站、數(shù)據(jù)表、備選數(shù)據(jù)庫上提供，或應要求提供。注1：與芯片可靠性相關(guān)的磨損失效機理包括電遷移、柵極氧化層擊穿(TDDB)、正偏壓溫度不穩(wěn)定性(PBTI)和負偏注3：可以提供幫助的行業(yè)標準和出版物包括:JESD94、JEP122、JP001、JESD47、JESD91、DSIAC（原RIAC）出版AQEC制造商應建立壽命極限磨損失效模式的可靠性模型，以預測在給定壽命節(jié)點和使用環(huán)境下該AQEC的失效率。4.2.6器件技術(shù)不同的技術(shù)（如雙極性和雙極CMOS；體硅CMOS和CMOS/SOS）不應在同一零件號下提供。4.2.7SEE數(shù)據(jù)航空電子設備隨高度增加將受到電離輻射。在海拔40000英尺（12,2公里）處，輻射通量大約是6GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016海平面大氣輻射通量的300倍。對于幾何特征尺寸為亞微米的器件，引起大氣輻射單粒子效應(SEE)的主要原因是高能中子和熱中子（見IEC62396-1）。當使用小幾何特征尺寸器件時，通常小于1μm，設計者需要以下信息來評估元器件的SEE。a)高能中子(>10MeV）測量的單粒子翻轉(zhuǎn)截面(SEU)或地面測量的軟誤差率(SER)。b)高能中子(>10MeV）或地面測量的多單元翻轉(zhuǎn)(MCU)截面。c)對于存儲器件，單個字中的比特在器件中的存儲方式，如連續(xù)或非連續(xù)。d)任何硬SEE的橫截面，例如，單粒子閂鎖(SEL)、單粒子功能中斷(SEFI)或比特粘連。e)熱中子靈敏度和熱中子SEE截面。如果制造商使用硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)作為鈍化層，并且它含有硼-10或天然硼（硼-10含量為20%)，則需要聲明。4.2.8引出端作為AECQ項目的部件，每個獨立的部件號只能提供一種類型的引出端。當單個引腳或者焊球成分發(fā)生變化時，至少應當給出產(chǎn)品變更通知，包括日期、實施的批次號。優(yōu)先使用新分配的部件號。4.2.9第三方部件號在適用的情況下，數(shù)據(jù)表應說明AQEC制造商的部件號（首選）的第三方部件號（如DSCCVID）。作為選擇，AQEC制造商可在其網(wǎng)站上列出這些數(shù)據(jù)，或者提供第三方信息鏈接。4.3AQEC性能4.3.1性能通則制造商應具有文件化的過程，在發(fā)行的數(shù)據(jù)表中能識別和驗證AQEC或者元器件在所有環(huán)境條件下的性能。其他性能信息商用和軍用飛機中遇到的環(huán)境條件有時超出了半導體行業(yè)通常應用的條件。同時，應用的功能需求也要求性能越來越好的元器件與應用兼容。注：經(jīng)驗表明，部件制造商通常有足夠的信息來確定當特定部件被應用時是否為了最大限度地減少不斷的信息需求對制造商的干擾，AQEC規(guī)范將AQEC應用進行分組并定義了多個工作環(huán)境。如果特定的應用不符合這些類別之一，建議制造商提供更多信息。溫度范圍:-40℃~+85℃外殼/環(huán)境；在溫度:23℃和85℃下，失效率與時間的關(guān)系；大氣中子單粒子翻轉(zhuǎn)率：翻轉(zhuǎn)率和資料基礎(chǔ)見4.2.7；預期磨損:23℃和85℃為計算預期磨損壽命的條件。環(huán)境2：溫度范圍:-40℃~+100℃外殼/環(huán)境；在溫度為23℃和100℃時，失效率與時間的關(guān)系；大氣中子單粒子翻轉(zhuǎn)率：翻轉(zhuǎn)率和資料基礎(chǔ)見4.2.7；預期磨損:23℃和100℃為計算預期磨損壽命的條件。環(huán)境3：溫度范圍:-55℃~+125℃外殼/環(huán)境；在23℃和125℃溫度下，失效率與時間的關(guān)系；大氣中子單粒子翻轉(zhuǎn)率：翻轉(zhuǎn)率和資料基礎(chǔ)見4.2.7；7GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016預期磨損:23℃和105℃為計算預期磨損壽命的條件。環(huán)境4：溫度范圍:-40℃~+125℃外殼/環(huán)境；在23℃和125℃溫度下，失效率與時間的關(guān)系；大氣中子單粒子翻轉(zhuǎn)率：翻轉(zhuǎn)率和資料基礎(chǔ)見4.2.7；預期磨損:23℃和125℃為計算預期磨損壽命的條件。4.3.2功能參數(shù)制造商必須有文件化的程序，以確定并公布數(shù)據(jù)表或限制（以更嚴格者為準）范圍內(nèi)給定AQEC的功能參數(shù)。4.3.3已知限制制造商應有文件化的程序，以確定并公布數(shù)據(jù)表或限制（以更嚴格者為準）范圍內(nèi)任何已知AQEC限制。4.4質(zhì)量體系認證AQEC制造商（及其適用的分銷商）至少應通過ISO9001認證。強烈鼓勵對AS/EN/JISQ9100和/或ISOTS16949和/或IECTS62686-1和/或STACKS/0001進行額外的認證，但不是必需的。4.5部件鑒定和再鑒定制造商的文件化程序應確保AQEC部件合格，以滿足數(shù)據(jù)表中規(guī)定環(huán)境的要求（見)?？山邮艿蔫b定過程包括:AEC-Q100、AEC-Q101、JESD47、IECTS62686-1或STACKS/0001。最初的產(chǎn)品鑒定試驗應包括溫度循環(huán)、水分（HAST或THB）和壽命試驗。表面貼裝器件需要預處理以模擬其組裝。同一系列的類似部件（如AEC-Q100:2014，附錄1或AEC-Q101)可以代替實際部件進行測試。對變更后進行再鑒定所施加的應力，應根據(jù)公認的工藝變更表，如AEC-Q100:2014，表3、AEC-Q101或JESD47中的變更表，選擇變更再鑒定間施加的應力。再鑒定壓力測試的結(jié)果應滿足或超過原始鑒定應力要求。AQEC制造商應根據(jù)要求提供初始鑒定數(shù)據(jù)和任何適當?shù)脑勹b定數(shù)據(jù)。注：JEDEC發(fā)布了備用部件鑒定程序（如JESD94)，允許制造商將單個部件鑒定程序與商業(yè)客戶的實際應用緊密結(jié)4.6質(zhì)量保證與可靠性監(jiān)控AQEC制造商應有文件控制，以確保指定的AQEC器件特性的穩(wěn)定性。AQEC制造商還應制定適當?shù)某绦?，以確保產(chǎn)品的可靠性持續(xù)滿足或超過初始可靠性性能。這可以通過定期（例如季度）對封裝單元進行可靠性應力測試來實現(xiàn)，包括溫度循環(huán)、HAST和HTOL（如IECTS62686-1和STACKS/0001)。這也可以通過在實時收集的在線測量來實現(xiàn)，如統(tǒng)計過程控制圖、探針良率監(jiān)測、統(tǒng)計箱限值、老化限值等。如果使用在線數(shù)據(jù)，AQEC制造商應證明并記錄該在線數(shù)據(jù)與產(chǎn)品可靠性的相關(guān)性。應提供為確保AQEC持續(xù)可靠性而收集的數(shù)據(jù)。4.7產(chǎn)品變更通知制造商的AQEC計劃應記錄PCN過程。支持AQEC計劃的PCN要求指南可在JESD46（產(chǎn)品變更時生效的修訂本）和JESD46:2011的附錄A中找到。AQEC制造商應盡可能在PCN過程中參考外部故障和更改控制數(shù)據(jù)庫(如GIDEP)。AQEC制造商應在AQEC最后購買時間里包含部件編號。8GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:20164.8最后購買時間(LTB)通知最后購買時間通知應在PCN系統(tǒng)里提供，以J-STD-048條款為準，從PCN通知日期到最后購買日期的時間至少為12個月。AQEC制造商應在PCN過程中使用相關(guān)的外部過時報告數(shù)據(jù)庫(如GIDEP)。AQEC制造商應在AQEC最后購買時間里包含部件編號。4.9過時管理AQEC的生產(chǎn)壽命目標是至少5年，10年以上的優(yōu)先考慮。對于預期生產(chǎn)壽命小于5年的AQEC，AQEC制造商應提供實際預期生產(chǎn)壽命的估計值。一旦出現(xiàn)新情況，AQEC制造商就應該建議可替代部件，最好是FFF替代品。4.10防偽部件制造商應銷毀不合格產(chǎn)品或采取有效措施使其無法使用(見IECTS62668-1)。4.11用戶或客戶指南航空電子設備用戶宜根據(jù)元器件管理計劃(ECMP，見IECTS62239-1)選擇、應用AQEC并對其進行鑒定，監(jiān)控整個生產(chǎn)過程中的持續(xù)質(zhì)量，檢查與制造工藝的兼容性，控制配置管理和相關(guān)數(shù)據(jù)，并控制元器件的可靠性(如報廢、可靠性、風險管理等)。宜使用IECTS62239-1第三方認證，也可強制要求。9GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016（資料性）AQEC材料含量及結(jié)構(gòu)表材料含量可能因產(chǎn)品技術(shù)的不同而不同(例如引線鍵合與倒裝芯片)，見表A1。表A1AQEC材料含量和結(jié)構(gòu)b)芯片掩膜組修訂和名稱：b)芯片幾何特征尺寸技術(shù)：c)硼-10或天然硼是芯片中使用的材料之一嗎?b)鍵合引線直徑(Mils)：GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016d)最終引出線成型和厚度：f)任何有關(guān)錫晶須測試的報告的詳情或地點：硼-10和天然硼能引起熱中子單粒子效應。GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016（資料性）附加所需數(shù)據(jù)附錄B的目的是促進AQEC制造商和客戶之間更好的溝通，特別是在數(shù)據(jù)表參數(shù)/極限所保證的環(huán)境條件方面。本附錄的內(nèi)容絕不是滿足本文件接受的必要條件，也無須進行評估。對附加數(shù)據(jù)的需求通?；谂c客戶應有有關(guān)的性能、環(huán)境條件、生產(chǎn)壽命、使用壽命等方面的對話，以及上述環(huán)境條件對參數(shù)和極限的影響。示例：在商用或軍用飛機的設備艙工作的部件的典型環(huán)境溫度可能在-40這意味著元器件所需的環(huán)境溫度范圍從+80℃~+105℃(上限)到-40℃(下限)。在考慮到目前的商用環(huán)境、元器件的技術(shù)能力、可獲得的現(xiàn)有測試數(shù)據(jù)和其他相關(guān)信息以及任何放寬因素，AQEC制造商可以何地方的溫度(上限)，規(guī)定該溫度并將其測試擴展到極限，以a)功能參數(shù)通常在AQEC制造商的數(shù)據(jù)表上規(guī)定(見3.1.9)。從標準COTS元器件到AQEC部件，大多數(shù)參數(shù)將保持不變；但是，由于預期的更惡劣的工作條件，可能會發(fā)生變化。應向AQEC客戶強調(diào)頻率、功率、溫度等參數(shù)的變化，供其系統(tǒng)設計人員使用?？赡艿那闆r是，補償差異可以提高系統(tǒng)的性能或可靠性，例如，如JEP149中所述。b)AQEC制造商應提供有關(guān)參數(shù)極限與應用環(huán)境條件的任何數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于需要在各種特性（如溫度、功率、頻率和時間）之間進行權(quán)衡，同時仍在制造商建議的工作條件下運行AQEC的客戶來說尤為重要。c)路線圖信息同樣將有助于系統(tǒng)設計者預測未來設備參數(shù)的變化和(或)淘汰，并在設計中或在對設計進行修改的未來規(guī)劃中為它們作出規(guī)定。適當?shù)穆肪€圖數(shù)據(jù)包括但不限于：l參數(shù)趨勢；l設計壽命；l生產(chǎn)壽命；l磨損壽命和條件；l輻射敏感性，特別是大氣中子的靈敏度；l產(chǎn)品生命周期狀態(tài)；l包裝趨勢；l芯片修改變化。d)最好獲得AQEC制造商的芯片和封裝相關(guān)測試，以便對某些部件的應用進行鑒定。e)在某些應用中，需要AQEC制造商的數(shù)據(jù)來表征生命周期里環(huán)境和工作應力下的可靠性，例如連續(xù)的環(huán)境測試和溫度下的可靠性與時間的關(guān)系。f)這里給出的最小穩(wěn)態(tài)壽命失效率（FIT）數(shù)據(jù)。IECTS62686-1和STACKS/0001的要求可作為最低要求。g)最終完成更改最好使用易于識別的新部件號(與原始的標識不同，而不僅僅是一個新的日期代碼)；請參閱IPC/JEDECJ-STD-609、JEITAETR-7021和JEDECJIG101。GB/TXXXX.1—202X/IECTS62564-1:2016參考文獻[1]AEC-Q100:2014FailureMechanismsBasedStressQualificationForIntegratedCircuits[2]AEC-Q101FailureMechanismBasedStressTestQualificationForDiscreteSemiconductors[3]AS/EN/JISQ9100Qualitymanagementsystems–RequirementsforAviation,SpaceandDefenseOrganizations[4]DSIAC(formerlyRIAC)PhysicsofFailureBasedHandbookofMicroelectronicsSystems(webpage:https://books.google.fr/books?hl=fr&lr=&id=k38AluHcSvQC&oi=fnd&pg=PR5&dq=riac+physics+of+failure&ots=Q8JWzNO7gj&sig=dfx9ODET16b_u0tqkgpRGA4Vt-M#v=onepage&q=riac%20physics%20of%20failure&f=false)[5]IEC62396-1Processmanagementforavionics–Atmosphericradiationeffects–Part1:Accommodationofatmosphericradiationeffectsviasingleeventeffectswithinavionicselectronicequipment[6]IECTS62686-1Processmanagementforavionics-Electroniccomponentsforaerospace,defenceandhighperformance(ADHP)applications–Part1:Generalrequirementsforhighreliabilityintegratedcircuitsanddiscretesemiconductors[7]ISOTS16949Qualitymanagementsystems–ParticularrequirementsfortheapplicationofISO9001:2008forautomotiveproductionandrelevantservicepartorganizations[8]IPC-1066Marking,SymbolsandLabelsforIdentificationofLead-FreeandOtherReportableMaterialsinLead-FreeAssemb