破坏性物理分析省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、 破坏性物理分析破坏性物理分析(DPA)技术在元器技术在元器件生产加工过程中用于生产过程监控件生产加工过程中用于生产过程监控,尤尤其是关键工艺质量分析与监控其是关键工艺质量分析与监控,对提升元对提升元器件可靠性水平含有其它试验和检验伎器件可靠性水平含有其它试验和检验伎俩无法替换作用。从元器件生产过程控俩无法替换作用。从元器件生产过程控制角度制角度,详细讨论了详细讨论了 DP A 分析技术试验分析技术试验项目、试验方法项目、试验方法,并结合实例阐述了并结合实例阐述了 DPA 分析技术应用程序分析技术应用程序,到达了提升元器件生到达了提升元器件生产过程控制能力与提升产品可靠性目标。产过程控制能力与
2、提升产品可靠性目标。8、破坏性物理分析破坏性物理分析(DPA)第1页 伴随整机电子系统复杂程度与可靠性要求伴随整机电子系统复杂程度与可靠性要求 提提升升,对元器件可靠性要求也越来越高对元器件可靠性要求也越来越高,要求要求 元器件元器件可靠性水平达可靠性水平达(10-810-9)/h,而统计表明而统计表明,电子系电子系统故障因为电子元器件质量原因引发占统故障因为电子元器件质量原因引发占60%,电电子元器件质量问题主要包含子元器件质量问题主要包含:镀层起皮、锈蚀镀层起皮、锈蚀,玻玻璃绝缘子裂纹璃绝缘子裂纹,键合点缺点键合点缺点,键合键合 点脱键点脱键,键合尾键合尾丝太长丝太长,键合丝受损键合丝受损
3、,铝受侵蚀铝受侵蚀,芯芯 片粘结空洞片粘结空洞,芯芯片缺点片缺点,芯片沾污芯片沾污,钝化层缺点钝化层缺点,芯片金属化缺点芯片金属化缺点,存在多出物存在多出物,激光调阻缺点激光调阻缺点,包封层裂纹包封层裂纹,引线虚引线虚焊焊,引线受损引线受损,焊点焊料不足和粘润不良焊点焊料不足和粘润不良,陶瓷裂陶瓷裂纹纹,导电胶电连接断路等等导电胶电连接断路等等,这些均能引发元器件这些均能引发元器件失效失效,而这些失效来自于元器件设计、制造缺点而这些失效来自于元器件设计、制造缺点,在一定外因作用下会引发系统质量问题。在一定外因作用下会引发系统质量问题。第2页 这些质量问题已经严重影响了整机这些质量问题已经严重影
4、响了整机系统可靠性水平系统可靠性水平,怎样深入提升元器件可怎样深入提升元器件可靠性水平靠性水平,怎样深入提升元器件可靠性水怎样深入提升元器件可靠性水平,仅仅依靠传统筛选和试验验证伎俩平,仅仅依靠传统筛选和试验验证伎俩已经不能满足整机系统需求已经不能满足整机系统需求,也无法处理也无法处理和确保生产出高和确保生产出高 可靠元器件可靠元器件,下面将探讨下面将探讨经过经过 DPA 分析技术分析技术 在电子元器件生产过在电子元器件生产过程中应用能够有效地指导设计程中应用能够有效地指导设计,改进工艺改进工艺,提升元器件可靠性水平。提升元器件可靠性水平。第3页1DPA 分析技术试验项目与在分析技术试验项目与
5、在元器件生产过程中作用元器件生产过程中作用 DPA(Destructive physical analysis)是指验证电子元器件设计、结构、材料、是指验证电子元器件设计、结构、材料、制造质量和工艺情况是否满足预订用途制造质量和工艺情况是否满足预订用途或相关规范要求或相关规范要求,以及是否满足器件要求以及是否满足器件要求可靠性和保障性可靠性和保障性,而对元器件样而对元器件样 品进行一品进行一系列寻找失效机理分析与试验过程系列寻找失效机理分析与试验过程,并确并确定失效是偶然还是批次性定失效是偶然还是批次性,然后依据结论然后依据结论采取更正办法。采取更正办法。第4页8.第5页1.1 DPA分析技术
6、基本试验项目分析技术基本试验项目 电子元器件电子元器件DPA试验项目通常包含以下内试验项目通常包含以下内容容:摄影、外部目检、射线检验、超声波检测、摄影、外部目检、射线检验、超声波检测、颗粒碰颗粒碰 撞噪声检测、密封检验、引出端强度、撞噪声检测、密封检验、引出端强度、轴向引线抗拉轴向引线抗拉 试验、内部水汽含量检测、物理试验、内部水汽含量检测、物理检验、接触件检验、检验、接触件检验、开封、内部目检、内部检开封、内部目检、内部检验、结构检测、键合强度试验、结构检测、键合强度试 验、扫描电镜检验、验、扫描电镜检验、芯片剪切强度、芯片粘接强度、芯片剪切强度、芯片粘接强度、显微洁净检验。显微洁净检验。
7、共共20 个试验内容个试验内容,包含在包含在13 个试验个试验 项目内。依项目内。依据所采取生产工艺与封装形式对不一样据所采取生产工艺与封装形式对不一样 元器件元器件种类应采取不一样项目和程序。如颗粒碰撞种类应采取不一样项目和程序。如颗粒碰撞 噪噪声检测、密封检验和内部水汽含量检测仅针对声检测、密封检验和内部水汽含量检测仅针对气气 密性封装元器件密性封装元器件,键合强度试验仅针对有内引键合强度试验仅针对有内引线线 键合元器件键合元器件,超声波检测和芯片剪切强度仅针超声波检测和芯片剪切强度仅针对对 内部芯片采取烧结与粘结工艺元器件内部芯片采取烧结与粘结工艺元器件,引出端引出端强度仅针对有外引线元
8、器件等。强度仅针对有外引线元器件等。第6页1.2 DPA分析技术在光元件分析技术在光元件生产过程中作用生产过程中作用 DPA分析技术在微电子器件生产过程中试验分析方法和程序检测主要内容和作用如表1所表示。第7页第8页第9页第10页第11页 DPA分析技术区分于筛选试验、质分析技术区分于筛选试验、质量一致性检验以及失效分析量一致性检验以及失效分析,即使即使DPA分分析技术试验项目与之相类似析技术试验项目与之相类似,但筛选试验、但筛选试验、质量一致性检验以及质量一致性检验以及 失效分析是事后检失效分析是事后检验伎俩。验伎俩。DPA 分析技术以发觉设计与生分析技术以发觉设计与生产加工过程缺点为目标产
9、加工过程缺点为目标,不论是在生产加不论是在生产加工过程中还是在评价元器件质量水平方工过程中还是在评价元器件质量水平方面都可得到广泛应用面都可得到广泛应用,尤其是在生产加工尤其是在生产加工过程中过程中 应用应用,用于生产过程监控用于生产过程监控,尤其是尤其是关键工艺质量关键工艺质量 分析与监控分析与监控,对提升元器件对提升元器件可靠性水平含有其它可靠性水平含有其它 试验和检验伎俩无试验和检验伎俩无法替换作用。法替换作用。第12页DPA 分析技术分析技术 主要应用于主要应用于:(1)可在元器件生产过程中进行利用可在元器件生产过程中进行利用;(2)经过经过 DPA 分析能够发觉潜在材料、工分析能够发
10、觉潜在材料、工 艺等方面缺点艺等方面缺点,而这些缺点而这些缺点 往往普通筛选往往普通筛选试试 验、考评试验是无法发觉验、考评试验是无法发觉;(3)用于用于 器件失效原器件失效原 因分析因分析,从而发觉材从而发觉材 料、加工工艺中存在缺点料、加工工艺中存在缺点;(4)用于控制与产品设计、结构、装配等用于控制与产品设计、结构、装配等工艺工艺 相关失效模式。相关失效模式。第13页2DPA 分析技术应用分析技术应用2.1 DP A分析技术应用程序分析技术应用程序 产品质量是设计、制造出来。经过产品质量是设计、制造出来。经过DPA分析技术利用分析技术利用,在实际操作中能够经在实际操作中能够经过过PDCA
11、 循环循环 进行进行,从而到达不停改进、从而到达不停改进、提升元器件生产过程控提升元器件生产过程控 制能力制能力,提升产品提升产品质量目标。质量目标。第14页 详细程序以下详细程序以下:(1)经过经过 DP A 分析技术分析技术,寻求设计和加工工艺寻求设计和加工工艺 中存在缺中存在缺点点;(2)进行机理分析进行机理分析,确定与之相关工艺参数确定与之相关工艺参数 与设计参数与设计参数,这么就将这么就将 DPA 分析出缺点表征为分析出缺点表征为 对相关工艺与设计控对相关工艺与设计控制要求制要求;(3)经过分析与研究经过分析与研究,进行工艺条件优化进行工艺条件优化,并并 进行验证试进行验证试验验;(
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