今年最夯的話題不外是人工智能（AI），五月底輝達黃仁勳來台掀起一股AI浪潮。由於智能車(ADAS: Advanced Driver Assistance System)的發展，AI佔據了舉足輕重的角色。一般元件結構已經無法應付AI這麼快速又計算複雜領域，所以很多廠商朝著先進封裝(2.5D與3D封裝)方向研究與討論，最具代表性就是CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate)封裝。而此封裝在現今錫銀銅高熔點的無鉛製程中遇到了難題，此難題就是翹曲問題。而翹曲問題深深影響到焊點可靠度。
為了因應智能車未來會廣泛使用AI晶片，AEC組織2024年3月訂定AEC-Q007規範，來指導如何執行車用板級可靠度試驗(Board Level Reliability)的樣品製備。目前整體的AEC-Q驗證中，只有AEC-Q104針對多芯片模組有要求需執行板級可靠性驗證，而AI晶片所使用的先進封裝即屬於AE-Q104的驗證範疇。
以往在消費性產品只針對IC載板下的焊點(Solder Ball)進行可靠性驗證，而AEC-Q007將板級可靠度驗證範圍擴大到載板內部線路及載板上方芯片(Die)的焊點(Bumps or Pillars)，驗證範圍分成Level 3~ Level 0等四個等級。而驗證焊點可靠度的菊花鍊設計(Daisy Chain Design)也依驗證範圍等級去劃分如何設計，設計方式如下所示:
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1.Leadframe Based Packages |
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2. Substrate Based Packages |
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3. Wafer Level Packages |
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Source: AEC-Q007
在不同等級的菊花鍊設計涵蓋範圍，存在著不同程度的失效風險性，當然驗證範圍越大，失效風險也就越大，其風險覆蓋範圍如下表所示
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然而在AEC-Q007規範中，有明確建議電路板設計，包含銅層分佈與厚度、板厚(1.6mm)、疊層之間的連結、材料參數(FR4 epoxy/glass laminate, Tg, CTE)、元件在板子上位置要求與PAD的設計等等，來降低未來執行板級可靠度時失效在電路板上的風險。電路板架構剖面如下圖所示。
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在元件上板製程中，規範首先對於上板前的電路板儲存要求，其建議參照IPC-1602規範，其目的在於保護電路板免受污染、物理損壞、可焊性下降、靜電放電 (ESD)（必要時）和吸潮等影響。其次對於印刷錫膏後錫膏檢測，建議使用 2D 或 3D（首選）檢測系統進行印刷後的錫膏檢測，檢測其長寬比和面積比甚至到體積比等等，確保錫膏量是足夠的，避免上板時有空焊狀況發生。目前業界使用錫膏成分以 Sn96.5Ag3Cu0.5 的無鉛合金為優先，為了降低焊點氧化效應，規範特別要求在元件上板製程中需在含氧量< 1000 ppm下進行，來強化焊點的品質。
 3D錫膏檢測系統 |
由於先進封裝CoWoS在無鉛上板製程中容易因加熱而產生翹曲變形、導致焊接良率不佳，增加代工廠生產成本。為解決翹曲問題，閎康引進最先進的Shadow Moiré 量測系統Akrometrix _AXP3，提供模擬元件在Reflow 過程中的元件翹曲變化，進一步解決翹曲問題。
 Shadow Moiré 量測系統 |
總之AEC-Q007主要著重在車用板級可靠性的樣品製備要求，以期能真實呈現出焊點壽命，而元件上板樣品後的車用板級可靠性驗證測試，目前僅在板級的溫度循環試驗有律定，其參考規範為AEC-Q007-001。為了因應車用未來所遇到環境，如振動、瞬間衝擊等效應，可預見的，未來可能會加入模擬其他環境效應的板級試驗項目。在車用驗證越來越重視板級可靠度趨勢下，閎康科技具有15年以上板級驗證經驗的技術專家與從實驗規劃、PCB製作、SMT上板、可靠度試驗到完善失效分析等一條龍服務，提供客戶最專業的板級驗證服務。閎康科技永遠是客戶研發最佳夥伴。
