
DPA檢測(破壞性物理分析)(Destructive Physical Analysis)是為了驗證元器件的設計、結構、材料和制造質量是否滿足預定用途或有關規范的要求,按元器件的生產批次進行抽樣,對樣品進行解剖,以及解剖前后進行一系列檢驗和分析的全過程。它可以判定是否有可能產生危及使用并導致嚴重后果的元器件批質量問題。DPA技術廣泛使用與軍用及民用的電子元器件,在采購檢驗、進貨驗貨及生產過程中的質量監測等環節具有重要意義。
相關統計表明,電子系統的故障由于電子元器件質量原因引起的占60%,電子元器件的質量問題主要包括:鍍層起皮、銹蝕,玻璃絕緣子裂紋,鍵合點缺陷,鍵合絲受損,鋁受侵蝕,芯片粘結空洞,芯片缺陷,芯片沾污,鈍化層缺陷,芯片金屬化缺陷,存在多余物,激光調阻缺陷,包封層裂紋, 引線虛焊,引線受損, 焊點焊料不足和粘潤不良, 陶瓷裂紋, 導電膠電連接斷路等等, 這些均能引起元器件失效, 而這些失效來自于元器件設計、制造的缺陷,在一定外因的作用下會引起系統的質量問題,這些質量問題嚴重影響整機系統的可靠性水平。
DPA分析的對象
覆蓋所有元器件種類,常見的有集成電路、繼電器及二、三極管(塑封五項、塑封七項、空封六項、空封七項、空封九項)、片式電阻器、其他類電阻、片式電容器、電解電容、其他類電容、電感和變壓器、濾波器、連接器、開關、聲表面波器件、晶體諧振器、晶體振蕩器、其他門類。
DPA分析的目的
在元器件生產過程中以及生產后到上機前,DPA分析技術都可以被廣泛使用,以檢驗元器件是否存在潛在的材料、工藝等方面的缺陷。具體以下幾個方面:
1、確定元器件供貨方設計中和工藝過程的偏差。
2、對存在缺陷的元器件提出批處理意見。
3、獨立的檢驗、驗證供貨方的元器件質量。
4、可以部分的杜絕假貨和偽劣產品。
DPA分析的常用標準
GJB 4027A-2006 軍用電子元器件破壞性物理分析方法
GJB 548B-2005 微電子器件試驗方法和程序
GJB 128A-97 半導體分立器件試驗方法
GJB 360B-2009 電子及電氣元件試驗方法
MIL-STD-1580-2003 電子、電磁和機電產品的破壞性物理分析
MIL-STD-883H-2010 微電子器件試驗方法
MIL-STD-750D 半導體分析器件試驗方法
DPA分析的主要項目
外部目檢 Visual Inspection
X光檢查 X-ray Inspection
粒子噪聲PIND
物理檢查Physical Check
氣密性檢查Airproof Check
內部水汽Internal Vapor Analysis
開封Decap
內部目檢Internal Inspection
電鏡能譜SEM/EDAX
超聲波檢查 C-SAM
引出端強度 Terminal strength
拉拔力Pull Test
切片Cross-section
粘接強度Attachment’s strength
鈍化層完整性Integrality Inspection for Glass Passivation
制樣鏡檢Sampling with Microscope
引線鍵合強度 bonding strength
接觸件檢查Contact Check
剪切強度測試Shear Test
DPA分析的意義及應用效果
近年來,我國對電子元器件破壞性分析的展開程度逐漸加深,其應用效果也十分明顯,具體應用效果如下:
1、半導體器件質量合格率明顯提升
半導體材料是現代電子產品的重要組成部分,具有極高的應用價值。但是,在實際的生產中,半導體器件的質量問題較為突出,借助電子元器件破壞性分析的運用,全面改善了半導體器件質量問題,整體提升了半導體器件的合格率,效果顯著。即使在一些個別批次出現問題,也不會發生類似0鍵合、0拉克等的質量問題。
2、 電子元器件質量問題的造成原因發現明顯
電子元器件的質量問題是影響電子元器件應用的關鍵,在應用電子元器件破壞性分析后,可完成對電子元器件的全面檢測。通過電子元器件破壞性分析后,得到電氣元器件不合格率主要以內部不合格較高,接下來是以芯片剪切不合,最后為檢核強度,這三種問題,是影響電子元器件的關鍵問題,均可借助電子元器件破壞性分析得到,故此,需采取針對性的措施,降低其對電子元器件的干擾。
3、可為器件改進提供依據,改善整體質量
由電子元器件破壞性分析可獲取詳細的電子元器件質量問題因素,如上述問題研究分析的基礎上,得到詳細的電子元器件問題信息,電子元器件生產企業,根據這些獲取的信息,可完成對電子元器件的整體改進,進而規避同類問題的發生。在電子元器件破壞性分析應用后,對提升電子元器件生產企業的效率和合格率具有積極的推進作用。
為改善電子產品合格率與維護效果,可借助電子元器件破壞性分析,解剖電子元器件,并與設計進行對比,繼而得到檢測結果。根據電子元器件破壞性分析可完成對電子元器件整體性能的提升,推動相關產業發展。
不同于質量一致性檢驗以及失效分析的事后檢驗,DPA分析技術以發現設計與生產加工過程的缺陷為目的,無論是在生產加工過程中還是在評價元器件的質量水平方面都可得到廣泛的應用, 尤其是在生產加工過程中的監控, 對提升元器件的可靠性水平具有其它試驗和檢驗手段無法替代的作用。
