走進車用模組驗證的世界，模組越複雜，驗證越關鍵：揭開車規驗證的核心思維
隨著電動車時代的來臨，自駕車技術也逐漸成為車輛發展的核心方向。為了實現更高階的智慧駕駛功能，車用電子系統的複雜度與整合需求不斷提升，正逐步取代傳統設計，成為自駕車技術的發展關鍵。（資料來源：閎康科技；文章編修：科技新報）
車用模組的挑戰起點：從先進封裝到驗證策略
SIP (System in Package) 與 CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) 先進封裝技術，正廣泛應用於車用模組的開發（如圖一）。車用模組目前在AEC-Q驗證家族中分成多晶片模組 Multichip Module (MCM) 與光學多晶片模組 Optoelectronic Multichip Module (OE-MCM) 兩大類。面對這麼多元、結構複雜的元件組成，車用模組該如何進行驗證？一探車用模組驗證的關鍵流程與策略，一起進入車用驗證的世界吧！
▲ 圖 1. SIP (System in Package) 來源: Octavo Systems
多晶片模組驗證挑戰，需依模組特性調整測試策略
車用電子零件主要參考汽車電子協會（Automotive Electronics Council，簡稱 AEC）所制定之驗證標準，包括 AEC-Q100 （主動元件）、AEC-Q101 （離散半導體）、 AEC-Q102 （光學離散半導體）、AEC-Q103 （微機電元件）、AEC-Q104 （多晶模組）與 AEC-Q200 （被動元件） 等五份標準[1]。
多晶片模組在 AEC-Q 驗證規範家族中，如圖二所示，所參照 AEC-Q104 是 2017 年制定的，規範內容已無法滿足現今的多晶片模組產品，規劃驗證項目中會遇到諸多問題，這時需要閎康具有豐富車規經驗的協助，為不同種類多晶片模組量身訂做符合 AEC-Q104 的驗證要求。
▲ 圖 2. AEC-Q 驗證規範家族
普遍會認為執行完整 AEC-Q104 驗證是：執行 AEC-Q100 再加上 AEC-Q104 Group H 兩個測試群組，整合兩個群組測試結果成一份 AEC-Q104 驗證報告。驗證流程如圖三。針對複雜架構的模組在車用驗證中，驗證架構是分成一般共通性驗證與針對不同特性量身訂做的特別項目，以AEC-Q104 為例， AEC-Q100 就是一般共通性驗證項目，而 AEC-Q104 Group H 就是特別項目。後續 MEMS (AEC-Q103) 與接下來要探索光學多晶片模組，也是依照這樣的驗證架構去設計。
▲ 圖 3. AEC-Q104 驗證流程
AEC-Q102-003 子規範定義產品型態，判斷 OE-MCM 驗證範圍更清晰
光學多晶片模組產品像是自駕車的眼睛，在未來的自駕車系統占了舉足輕重的角色。那麼光學多晶片模組是不是也是參考 AEC-Q104 還是 AEC-Q102 呢？其實是參考 AEC-Q102-003 子規範。若 AEC 主規範沒有引用的子規範，子規範是常常會被忽略研讀的文件，而造成光學多晶片模組驗證是參考何種規範的困擾。那麼如何執行光學多晶片模組車用驗證呢？
AEC-Q102-003 子規範是 2022 年所制定，規範中定義了各類型組合 OE-MCM 的產品型態如下圖四所示，讓人很清楚地了解到樣品是否屬於 OE-MCM 驗證產品。
▲ 圖 4. OE-MCM 的產品型態
AEC-Q102-003 和 AEC-Q104 驗證流程方式有所不同，如圖五所示，首先，判斷模組內部包含哪些組成元件，對應參考 AEC-Q 規範內的共通性測試項目，然後再比較不同類組成元件的測試項目是否有重疊的之處，如圖六所示。統合出光學多晶片模組 (OE-MCM) 一般共通性車用驗證項目。
與 AEC-Q104 通常僅針對模組中包含的 AEC-Q100 測試項目來進行驗證有些不同，大致了解 AEC-Q104 與 AEC-Q102-003 驗證流程，將接續說明這兩種規範有什麼差異性。
▲ 圖 5. AEC-Q102-003 驗證流程
▲ 圖 6. 比較不同種類組成元件的測試項目案例
驗證規範比一比： AEC-Q104 與 Q102-003 四大面向不同
同樣應用在車用模組類型規範，許多人都會存在的疑問： AEC-Q104 與 AEC-Q102-003 之間的差異在哪裡呢？以下整理出這兩種規範差異的地方如下AEC-Q104 與 AEC-Q102-003 表格：
從比較表格中發現，兩個規範在樣品數、一般共通性驗證、特別項目驗證與板級可靠度等四個地方都有些不同。在實務上，驗證車用模組大家常在執行板級可靠度遇到難題：如果模組沒辦法設計菊花鍊怎麼辦？如何判讀焊點是否失效？建議可用失效分析手法判讀，但還是窒礙難行，因為規範並無定義執行規則。終於在 2022 年版的 AEC-Q102-003 規範導入紅墨水分析，解惑了大家長久以來心中對模組沒辦法設計菊花鍊下執行板級可靠度時，失效判讀的難題。
驗證規劃遇瓶頸？專業團隊協助釐清方向
由於車用模組型態種類繁多，常常會遇到某些測試項目的適用性判斷不易，導致驗證規劃上出現困惑。若仍不確定如何執行符合 AEC-Q104 與 AEC-Q102-003 的多晶片模組驗證，建議可諮詢閎康車規驗證專業團隊，由具經驗的工程師協助依模組特性量身規劃驗證項目。若有進一步需求，歡迎聯繫張先生（電話：+886-3-6116678 分機 4209／手機：+886-979-713-023），或來信至 AECQ@ma-tek.com 洽詢。
參考資料：
[1]https://www.matek.com/zh-TW/services/index/automotive
（首圖來源：Shutterstock；資料來源：閎康科技；文章編修：科技新報）