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浅析DPA在电子元器件可靠性提升中的应用

2019-03-26  浏览量:498

什么是DPA?

破坏性物理分析(Destructive Physical Analysis)简称为DPA(下文均简称“DPA”).

①是为了验证元器件的设计、结构、材料和制造质量是否满足预定用途或有关规范的要求

②按元器件的生产批次进行抽样

③对元器件样品进行非破坏性分析和破坏性分析的一系列检验和分析的全过程。

 

DPA的目的

以预防失效为目的,防止有明显或潜在缺陷的元器件上机使用;

确定元器件在设计和制造过程中存在的偏差和工艺缺陷;

评价和验证供货方元器件的质量;

提出批次处理意见和改进措施。

DPA分析技术可以快速发现潜在的材料、工艺等方面的缺陷,这些缺陷最终导致元器件失效的时间是不确定的,多数为早期失效,但所引发的后果是严重的。

 

DPA分析技术适用于:

①高可靠性要求领域,如航空、航天、通信、医疗器械、汽车电子;

②在电子产品中列为关键部件或重要件的元器件;

③大规模使用的元器件。

 

了解了DPA的相关基础知识,接下来我们就着重来对DPA在电子元器件质量提升应用方面进行简要的探讨:

 

电子元器件质量提升及失效分析

首先,DPA通常用作于电子元器件的质量检验和失效的提前识别拦截,通过对电子元器件产品进行一系列的事前分析检测,深度了解元器件产品的真实质量状况,是否满足元器件规定的可靠性和保障性,对元器件样品进行一系列无损非破坏和破坏性的检验和分析。

DPA是顺应电子系统对元器件可靠性要求越来越高的趋势而发展起来的一种以提高元器件质量,通过前端拦截保障整个电子系统可靠性为目的的重要技术手段。

 

电子元器件进行DPA的关键节点

1.器件选型,选择不同供应商,同类产品横向比对;

2.在订货合同中提出DPA要求 ,即生产厂家供货时必须提供DPA合格的报告;

3.元器件到货后,上机前进行来料DPA确认(例行抽检) ;

4.器件可靠性风险提前识别,可靠性试验之后进行DPA确认。

5.器件的真伪鉴定

 

1. 塑封器件的质量检验

塑封器件具有性能优、体积小、重量轻、品种多样、购买容易等特点被航空、电子、通信等领域广泛采用,但由于塑封器件具有材料热稳定性差、非气密性,且易于吸附周围环境水汽等特点,存在很大的用可靠性问题,因此需要通过DPA来对其质量进行预先的控制。

依据相关标准,对塑封器件进行DPA检测,主要检查内容包括器件的外观、内部结构、裂纹、分层、孔洞、键合强度、钝化层等,由外及里,提前预防塑封器件出现焊接不良、装配工艺不良、加工工艺不良、电化学迁移、功能异常等各种失效现象。

 

芯片表面钝化层碎裂

 

2.密封器件的质量检验

依据相关标准,对密封器件进行DPA检测,主要检查内容包括器件的外观、内部结构、密封性、内部气氛分析、可动微粒、键合强度等,由外及里,提前预防塑封器件出现缺陷、腐蚀、开/短路、装配工艺不良、电性能漂移、散热不良失效等各种失效现象。

 

推力零克点

 

3.电容的质量检验

依据相关标准,对电容类产品进行DPA检测,主要检查内容包括电容的外观、内部结构、介质层/电极层/金属化层的情况等,由外及里,提前预防电容出现电参数漂移、漏电、开/短路、烧毁等各种失效现象。

 

某电容产品的介质空隙

 

4.器件的假冒翻新问题

假冒翻新的器件一旦使用会给企业带来很大的风险和危害:失效风险高、失效随机性大。如何使用DPA分析方法对疑似假冒翻新器件进行检测呢?

对疑似假冒翻新器件进行DPA检测,主要检查内容包括电容的外观、内部结构、焊线质量、器件内部的标识/代码等,由外及里的判定该器件是否会出现失效现象,到底是不是假冒翻新产品,从而维护消费者的合法权益。

 

IC外观检测

 

集成电路IC X射线透视

 

IC丙酮擦拭

 

IC开封后(500X)

 

焊接不良

 

DPA分析技术对电子元器件产品的质量控制起到了很大的作用,通过以上DPA在电子元器件可靠性提升中的应用介绍和案例分享,相信大家对于DPA的作用和意义有了一定深度的了解。

 

但其实DPA分析技术的展开存在着难点——其对于试验人员的技术经验和检测分析能力是一大考验,需具备了相关的技术经验和技术能力,才能获得正确的DPA分析结论。美信检测实验室设备先进、齐全,实验室工程师在该领域拥有10年以上的实践经验,对于特殊样品有着成熟完整的针对性测试能力,为您提前预防失效问题,提升产品质量!

 

参考文献

《电子元器件破坏性物理分析中几个问题的探讨》周庆波 王晓敏 

《电子元器件破坏性物理分析(DPA)综述》刘眉存 胡圣 吴续虎

《GJB 4027 军用电子元器件破坏性物理分析方法》

 

*** 以上内容均为原创,如需转载,请注明出处 ***

 

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