淺析DPA在電子元器件可靠性提升中的應用

2019-03-26  浏覽量:368

什麼是DPA?

破壞性物理分析(Destructive Physical Analysis)簡稱為DPA(下文均簡稱“DPA”).

①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範的要求

②按元器件的生産批次進行抽樣

③對元器件樣品進行非破壞性分析和破壞性分析的一系列檢驗和分析的全過程。

 

DPA的目的

以預防失效為目的,防止有明顯或潛在缺陷的元器件上機使用;

确定元器件在設計和制造過程中存在的偏差和工藝缺陷;

評價和驗證供貨方元器件的質量;

提出批次處理意見和改進措施。

DPA分析技術可以快速發現潛在的材料、工藝等方面的缺陷,這些缺陷最終導緻元器件失效的時間是不确定的,多數為早期失效,但所引發的後果是嚴重的。

 

DPA分析技術适用于:

①高可靠性要求領域,如航空、航天、通信、醫療器械、汽車電子;

②在電子産品中列為關鍵部件或重要件的元器件;

③大規模使用的元器件。

 

了解了DPA的相關基礎知識,接下來我們就着重來對DPA在電子元器件質量提升應用方面進行簡要的探讨:

 

電子元器件質量提升及失效分析

首先,DPA通常用作于電子元器件的質量檢驗和失效的提前識别攔截,通過對電子元器件産品進行一系列的事前分析檢測,深度了解元器件産品的真實質量狀況,是否滿足元器件規定的可靠性和保障性,對元器件樣品進行一系列無損非破壞和破壞性的檢驗和分析。

DPA是順應電子系統對元器件可靠性要求越來越高的趨勢而發展起來的一種以提高元器件質量,通過前端攔截保障整個電子系統可靠性為目的的重要技術手段。

 

電子元器件進行DPA的關鍵節點

1.器件選型,選擇不同供應商,同類産品橫向比對;

2.在訂貨合同中提出DPA要求 ,即生産廠家供貨時必須提供DPA合格的報告;

3.元器件到貨後,上機前進行來料DPA确認(例行抽檢) ;

4.器件可靠性風險提前識别,可靠性試驗之後進行DPA确認。

5.器件的真僞鑒定

 

1. 塑封器件的質量檢驗

塑封器件具有性能優、體積小、重量輕、品種多樣、購買容易等特點被航空、電子、通信等領域廣泛采用,但由于塑封器件具有材料熱穩定性差、非氣密性,且易于吸附周圍環境水汽等特點,存在很大的用可靠性問題,因此需要通過DPA來對其質量進行預先的控制。

依據相關标準,對塑封器件進行DPA檢測,主要檢查内容包括器件的外觀、内部結構、裂紋、分層、孔洞、鍵合強度、鈍化層等,由外及裡,提前預防塑封器件出現焊接不良、裝配工藝不良、加工工藝不良、電化學遷移、功能異常等各種失效現象。

 

芯片表面鈍化層碎裂

 

2.密封器件的質量檢驗

依據相關标準,對密封器件進行DPA檢測,主要檢查内容包括器件的外觀、内部結構、密封性、内部氣氛分析、可動微粒、鍵合強度等,由外及裡,提前預防塑封器件出現缺陷、腐蝕、開/短路、裝配工藝不良、電性能漂移、散熱不良失效等各種失效現象。

 

推力零克點

 

3.電容的質量檢驗

依據相關标準,對電容類産品進行DPA檢測,主要檢查内容包括電容的外觀、内部結構、介質層/電極層/金屬化層的情況等,由外及裡,提前預防電容出現電參數漂移、漏電、開/短路、燒毀等各種失效現象。

 

某電容産品的介質空隙

 

4.器件的假冒翻新問題

假冒翻新的器件一旦使用會給企業帶來很大的風險和危害:失效風險高、失效随機性大。如何使用DPA分析方法對疑似假冒翻新器件進行檢測呢?

對疑似假冒翻新器件進行DPA檢測,主要檢查内容包括電容的外觀、内部結構、焊線質量、器件内部的标識/代碼等,由外及裡的判定該器件是否會出現失效現象,到底是不是假冒翻新産品,從而維護消費者的合法權益。

 

IC外觀檢測

 

集成電路IC X射線透視

 

IC丙酮擦拭

 

IC開封後(500X)

 

焊接不良

 

DPA分析技術對電子元器件産品的質量控制起到了很大的作用,通過以上DPA在電子元器件可靠性提升中的應用介紹和案例分享,相信大家對于DPA的作用和意義有了一定深度的了解。

 

但其實DPA分析技術的展開存在着難點——其對于試驗人員的技術經驗和檢測分析能力是一大考驗,需具備了相關的技術經驗和技術能力,才能獲得正确的DPA分析結論。美信檢測實驗室設備先進、齊全,實驗室工程師在該領域擁有10年以上的實踐經驗,對于特殊樣品有着成熟完整的針對性測試能力,為您提前預防失效問題,提升産品質量!

 

參考文獻

《電子元器件破壞性物理分析中幾個問題的探讨》周慶波 王曉敏 

《電子元器件破壞性物理分析(DPA)綜述》劉眉存 胡聖 吳續虎

《GJB 4027 軍用電子元器件破壞性物理分析方法》

 

*** 以上内容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

 

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