详述电子元器件DPA技术

清心醉人失效分析 2022-05-17 10:02:17 369阅读 举报

什么是DPA?

破坏性物理分析(DPA Destructive Physical Analysis)是指为验证电子元器件(以下简称元器件)的设计、结构、材料、制造的质量和工艺情况是否满足预订用途或有关规范的要求,以及是否满足元器件规定的可靠性和保障性,对元器件样品进行解剖,以及在解剖前后进行一系列检验和分析的全过程。

DPA分析是顺应电子系统对元器件可靠性要求越来越高的需求而发展起来的一种本着提高元器件质量,保障整个电子系统的可靠性为目的重要技术手段。

七十年代,美国的航空、航天领域在所使用的元器件中首先采用DPA分析这项技术,这是因为当时的发射成功率很低,归咎原因主要是所使用的元器件出了问题,这个问题仅靠筛选、考核是不能完全解决的。经过研究和大量的使用性试验,形成了DPA分析的初步分析方法,并大幅度的提高了航空和航天领域发射的成功率,该技术因此在1980年写进了美国军用标准中(如MIL-STD883C 微电子器件使用方法和程序)。从此,DPA分析技术被应用到了美国军事电子装备的各个领域,并很快扩散到了其他国家,如在1988年11月颁布的欧空局(ESA)标准“ESA-PSS-01-60 欧空局空间系统的元器件选择、采购和控制”中就列入了DPA分析试验方法。目前,在国外民用电子设备系统中已经开始使用DPA分析技术,一些大的生产商普遍要求提供(出示)采购(生产)元器件的DPA分析报告,以保证元器件的质量。

在国内DPA分析从96年开始在航天领域首先推行,并很快推广到了航空、电子等行业,形成了比较完善的DPA分析标准和试验方法。但是,在国内DPA分析仍然局限在为少数行业服务,即使对这些部门所使用的元器件依然没有充分发挥DPA分析的作用,例如很少用DPA分析技术对生产过程进行监控等。


DPA分析技术在元器件生产试验过程中不同阶段的作用

在元器件生产过程中以及生产后到上机前,DPA分析技术都可以被广泛的使用,以检验元器件是否存在潜在的材料、工艺等方面的缺陷。具体可概括在以下方面:

1) 用于电子元器件电特性不合格,但未完全丧失功能的原因分析;

2) 用于电子元器件生产工艺,特别是关键工艺的质量监控及半成品的质量分析与控制;

3) 用于控制与产品设计、结构、装配等工艺相关的失效模式;

4) 用于电子元器件的可靠性鉴定;

5) 用于电子元器件的交货检验和到货检验;

6) 用于电子元器件的真伪鉴别。


DPA分析技术的基本试验项目

1、DPA试验项目

电子元器件DPA试验项目包括以下内容:

照相 外部目检 射线检查 芯片粘接的超声波检测 粒子碰撞噪声检测(PIND)(适用于密封空腔结构) 密封(适用于密封空腔结构) 引出端强度 轴向引线抗拉试验(仅适用于轴向引线玻壳二极管) 内部气氛分析(适用于密封空腔结构) 物理检查(仅适用于低频连接器) 接触件检查(仅适用于连接器) 开封 内部目检 内部检查 制样镜检 引线键合强度 扫描电子显微镜检查 芯片剪切强度 芯片粘接强度 显微洁净检查(仅适用于恒温或电磁继电)

共20个试验内容,包括在13个试验项目内。

2、不同电子元器件种类相应的DPA项目

对于不同的元器件有不同的DPA试验分析方法和程序,如微电子器件(包括单片集成电路、混合集成电路和半导体分立器件)的DPA项目通常是9个项目:外部目检、X射线检查、粒子碰撞噪声检测、密封、内部水汽含量分析、内部目检、扫描电镜检查、键合强度和剪切强度,片式电阻电容等元件一般是3~4个项目:外部目检、引出端强度、内部目检、制样镜检。


加强DPA分析技术的意义

首先,破坏性物理分析(DPA)技术是保证元器件质量的关键技术,在元器件生产过程中以及生产后到上机前,DPA分析技术在衡量元器件的质量水平、质量一致性、可靠性以及生产工艺的优劣方面都有着非常广泛且不可代替的分析优势,DPA分析技术可以发现潜在的材料、工艺等方面的缺陷,这些缺陷的“爆发”并最终导致元器件失效的时间是不确定的,可能在上机后刚好失效,可能在上机工作时经过了电流浪涌后才失效,也可能经过某一环境的变化后才失效等等,所以其危害性是很严重的 ;其次,国内电子行业对DPA分析技术没有给予充分重视,造成国内元器件质量水平低,质量一致性不好,产生了盲目的进口,严重的影响到了国内元器件的发展,与之同时也阻碍了国内DPA分析技术的发展。所以说重视和加强少数行业用及民用元器件使用DPA分析技术,是保证国内元器件质量的关键之一;

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作者:清心醉人
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来源:失效分析
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有人知道这是什么嘛?
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