可靠性試驗(yàn)失效分析中的破壞性物理分析和顯微分析方法

 集成電路產(chǎn)的另外一個(gè)名字是微電子。從這點(diǎn)可以看出集成電路是在很小的尺寸上進(jìn)行產(chǎn)生的。短短十年之間，微電子器件的尺寸從原來(lái)的微米量級(jí)逐步縮小，到亞微米，深亞微米，再到今天的納米量級(jí)。隨之變化是器件中的缺陷尺寸也逐步縮小。因此，開展電子元器件封裝失效分析必須具備一定的測(cè)試方法和分析儀器。各種測(cè)試方法和分析儀器都有其性能特點(diǎn)，如功能，應(yīng)用范圍和靈敏度等。根據(jù)封裝失效分分析的需要和要求，選用適當(dāng)?shù)姆椒ê蛢x器，充分利用其特點(diǎn)進(jìn)行失效分析才能得到正確的分析結(jié)果，找到失效產(chǎn)生的根源。 

破壞性物理分析

    破壞性物理分析簡(jiǎn)稱DPA(DPA, Destructive Physical Analysis),又叫良品分析，是指為了驗(yàn)證電子元器件的涉及，結(jié)構(gòu)，材料，制造的質(zhì)量和工藝情況是否滿足預(yù)定用途或有關(guān)規(guī)范的要求，以及是否滿足元器件規(guī)定的可靠性和保障性，對(duì)元器件樣品進(jìn)行解剖，以及在解剖前后進(jìn)行一系列檢驗(yàn)和分析的全過(guò)程。DPA分析是順應(yīng)電子系統(tǒng)對(duì)元器件可靠性要求越來(lái)越高的需求而發(fā)展起來(lái)的一種本著提高元器件質(zhì)量，預(yù)防可能出現(xiàn)的失效，保障電子系統(tǒng)的可靠性為目的的重要技術(shù)手段。

    七十年代，美國(guó)航空，航天領(lǐng)域在所使用的元器件中首先采用DPA分析這項(xiàng)技術(shù)，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領(lǐng)域發(fā)射的的成功率。這項(xiàng)分析技術(shù)很快的擴(kuò)散到其他國(guó)家，一些電子產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家早就建立了相關(guān)的分析標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展到很成熟的階段。我國(guó)固內(nèi)從事DPA分析是從八十年代航天等工程部門開始的。九十年代起，一方面DPA研究已經(jīng)比較深入，對(duì)半導(dǎo)體分立器件，集成電路，混合電路等已經(jīng)掌握應(yīng)用技術(shù)；另一方面，在工程管理中逐漸建立了DPA觀念，并已經(jīng)在一些重要工程中開始實(shí)際運(yùn)用。然而，國(guó)內(nèi)的DPA分析仍局限于少數(shù)行業(yè)，沒(méi)有給予足夠的重視，造成國(guó)內(nèi)元器件的質(zhì)量水平仍然較低，失效出現(xiàn)頻繁。因此，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)的DPA分析技術(shù)的研究，發(fā)展，推廣和管理，對(duì)開展封裝失效分析，提出改進(jìn)措施，提高元器件的質(zhì)量和可靠性來(lái)說(shuō)具有很具有顯示意義的。

    破壞性物理分析法作為一種強(qiáng)有力的失效分析方法，對(duì)器件也存在破壞性。進(jìn)入破壞性分析法階段，根據(jù)情況不同作為試件就可能喪失形狀，對(duì)器件帶來(lái)無(wú)法修補(bǔ)的破壞，所以應(yīng)該在充分考慮之后再進(jìn)行此分析。破壞的方法有：

 1．為了使試件內(nèi)部露出而制作斷面。需要進(jìn)行開封，澆注，磨削或切斷，研磨幾個(gè)過(guò)程。

 2．為了鑒定試件的構(gòu)成材料而進(jìn)行化學(xué)分析和儀器分析。

 3．試件分析部分的化學(xué)腐蝕。用化學(xué)藥品腐蝕溶解金屬，并進(jìn)行精密加工的技術(shù)。

 4．試件所用材料的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)等。用拉伸裝置，硬度計(jì)等各種裝置測(cè)試試件構(gòu)成材料的拉伸強(qiáng)度，壓縮，彎曲，剪切，剝離等，研究疲勞的機(jī)理和耐久性的。