QJ 1906A-1997 半导体器件破坏性物理分析(DPA)方法和程序.pdf

1、E 毫噩中国航天工业总公司航天工业行业梧准半导体器件破坏性物理分析(DPA)方法和程序1.1 主题内容QJ 1906A-97 代替QJ1906 -90 本标准规定了对半导体器件破坏性物理分析(DPA)的描祥、样品要求、程序、接收/拒枚判据、评价、可疑批的处理、分析报告等要求。1.2 适用范围本标准适用于航天产品用半导体器件的验收和超期复验。也适用于已经装入戴天产品的半导体器件的庚量评定。2 引用文件GJB 128 半导体器件试验方法GJB 548A敬电子器件试验方法和程序QJ 1556 电子元器件质量与可靠性信患采集卡填写规定3 定义3.1 缺毡def，院t在外形、装配、功能或工艺贡量等方面与

2、详细技术规定的任何不一致。3.2 可筛选缺毡scr回nabledef，配t稍后有效的非破坏性缔选方法和试验方法可剔除的缺陷。3.3 就决注缺娼lotrelated def配t由于设计、制造过程的差错所造成的例如:金露住镀层厚度、键合强度、绝缘材料性能、金属住布线、掩模板缺陷等或者由于验收试验、进货检验和贮存等过程的差错所造成的，并在同一批次多个器件上重复出现的缺陷。4 一般要求4.1 设备用于DPA的仪器和设备见表2中设备要求部分。4.2 DPA批次的组成中E航天工业总公司1997-10-13批准1997-10-15实施1 QJ 1906A-97 DPA的批次是由具有梧爵的重号、封装形式、引线

3、镀涂工艺、生产线和生产技术，旦外壳吕期代码也相同的一批器件中，按规定的数量随机拮样厨组成的样品构成。抽样数量克表104.3 DPA报告每个DPA批次，分析单位都应该向委托单位及有关部门提供报告。DPA报告应该具有良好的可追溯性。有关表格应按QT1556的规定填写。报告应包括下亮内容:a. DPA数据卡见表3);b. DPA检验清单:拴验清单用于记录从适用试验中得到的全部特缸数据;c. DPA试验数据单:试验数据单用于记录从适用试验及所规定的任胡电翻过中的变量数据;d. 黑片(对于典型缺陷); e. 与检查分析结果有关的其它数据租分析，对不合格批，应对不合格原因进行分析并写出失效分析报告。4.4

4、 分析单位和人员分析单位应该经有关部门考核认证合格，分析人员应考核合格。4.5 样品要求4.5.1 分析样品是空封(非实体)器件。4.5.2 送样单位在送样品前，应仔缰检查DPA样品，费送样品状态必颈清楚。5 详细要求5.1 抽样方案一般情况下，DPA的抽样数量的最保要求见表1，否黯必须按有关规定进行审挠。5.2 DPA方法和程草DPA方法和程序克表2。在一般情况下，E主按表2规定的暖目和程序进行，也可根据工程型号的要求，增加或减少分析项目。5.3评价按栋撞撞验符合要求，评份为合格。检验符合要求，但抽样数量不足时，评拚为样品通过。栓验出缺珞或者不能确认是否为缺陷，该批评价为可疑挠。5.4 可疑

5、批处理5.4.1 如果第一次祥品分析无明确结论，怀疑设备或操作有问题时，应在该DPA批次中补充或重新措辞傲，再分析。5.4.2 如对试验结果不能确定是否为合格时应组织有关专家进行会诊。5.5 不合格批处理5.5.1 如果缺陷露于可筛选缺珞倒如PIND试验不通过)，应对该DPA批次进行百分之百重新筛选，筛选合格后允许重新插样做DPA。5.5.2 如果缺陷露于批次性缺陷，该DPA批次应报废或造货。2 QJ 1906A-97 5.5.3 如果缺陷震于非批次性缺陷，而旦有缺陷的挥品数量为1只时，可在原抽样数量上加倍抽样分析。再次出现缺癌症报废或退货。5.6 已装机器件评定如果屑于短期工作的航天器或在近

6、期(一般不超过半年将发射的导弹和火箭，可以有条件的放宽判据。具体条件是，器件的芯片剪切力可放宽至标准判据的50%.但应大于1.96N (0. 2kgf) ;窍寻!线键合力可放宽至禄准合格判据的70%，但必须大于0.0098N(1.0gf)。分立器件方法表1DPA撞祥方案1)集成电路方法混合集成电路方法批次数量的10%.ffi不少于21批次数量的10%.但不少于i批次数量的5%.但不少于1只，不多于5只。批次数量不12只，不多于5只。批次数量!只，不多于2只。批次数量不足10只时，抽样l只不是10只时，抽样1只足10只时，抽样1只序号1 2 注:1)对己装机器件的抽样方案:应钝先按本标准4.2条

7、规定的DPA批次要求抽样。如数量不足，可抽取外壳日期代码尽可能相近的批次不超过相向批次前10周和或后10周相同规格的器件作为DPA的样品。表2半导体器件DPA方法和程序设备最债要求和方法可发现的主要项目和程序检测主要内容失效模式分立器件集成电路混合集成电路记录识别标记，用10清单与实物倍呈微镜检查结构、GJB 128方GJB 548A GJB 548A方不符;封装外部自检密封封口、涂覆镀和镀层类型层)、玻璃填料玻璃法2071方法29A法2009A不符;密封绝缘子)等。缺陷用优于25.4阳分鳞率的X射线照相设备，结构错误;X射线照检查封亮内结构、芯GJB 128方GJB 548A GJB 548

8、A方相检查片和内引线佳置、密法2076方法2012A装配工艺不法2012A良封工艺引起的缺陷、多余物等。3 QJ 1906A-97 续表2半导体器件DPA方法和程ff序号设备最母要求和方法可发现的主要项目和程序检测主要内容失效模式分立器件集成电路混合集成电路屠灵敏度镜子20mV颗粒碰撞噪声电压的传感器并GJB 128方GJB 548A方可动颗粒引噪声检测带冲击和振动的PINDGJB 548A 起的随机短3 法2052方法2020A法2020A(PIND) 设备，检测封壳内的路可动颗粒用灵敏度优于101x 不良的环境气氛引起的密封检测1O-9kPa.cm3/s的氮员GJB 128方GJB 548

9、A GJB 548A方电性能不稳4 法1071方法1014A法1014A谱仪等设备，检测密定;内部腐封住蚀开路用可重复检出O.Olml内部水汽含样晶体积中5/10000量过高引起内部水汽(500ppm)或更小的水GJB 128 GJB 548A GJB 548A方的电性能不5 含量检测汽绝对灵敏度的震活方法1018方法1018法1018稳定和内部仪，检测量才亮内的水腐蚀开路汽含量针对封盖类型，采用GJB 548A GJB 548A GJB 548A方适当工具去掉封盖。6 去封盖要求不损伤器件内部，方法5009方法5009法5009的直不污染器件内部的3.6的3.看3.6 用75-2倍的高倍显微

10、镜检查芯片金属化缺陷，如划伤、孔隙、腐蚀、附着性、跨接和对准偏差;扩GJB 128方GJB 548A方内部一项或散缺陷;划片缺陷;GJB 548A 法2017A、多项提工工7 内部目检介质隔离缺陷;激光法2072-方法2010A、a缸。尼014艺缺陷引起2075 修正缺陷等。2013、2014的质量闰题用30-60倍的低倍显微镜检查引线键合、内引线、志片安装、外来物多余物等4 QJ 1906A-97 续表2半导体器件DPA方法和程序序号设备最低要求和方法可发现的主要项目和程序检测主要内容失效模式分立器件集成电路混合集成电路按经有关按经有关接经有关部用形貌检测、尺寸检部门批准部门批准门批准的承设

11、计结构不测、成份检测等设备的承制方的承倍方8 结构检验验证完器件的结构和基准设计基准设计制方基准设良引起的可材料符合设计文件文件对照文件对照计文件对照靠性闰题检验检验检验用可以钩住引线并施键合强度不键合强度加。-IN拉力的仪器GJB 128方GJB S48A GJB S48A方9 检测弓i线键合焊接)够引起的引试验法2037方法2011A法2011A线开路强度用具有0.025阳分辨扫描电镜率和103-104放大倍GJB 128方GJB S48A GJB 548A方氧化层台阶10 检查数的告播电子显微镜方法2018A处电迁移开检查芯片表面互连金法2077法2018A路等属化层的缺陷芯片剪切用具有

12、可以施主DO-GJB 128方GJ 548A 芯片脱离管11 100N、5%精度的设备方法GJB 548A 座古起的开试罢金检测芯片的剪切强度法2017方法2019A路2019A 5 QJ 1906A-97 表3DPA数据1号DPA报告号分析单位分析人委托单位工程代号整机ft号器件类别器件名称器件型号批号质量等级生产单位首次规定样本数首次实交样本数二次规定样本数二次实交祥本数DPA项目DPA结果外部目栓X射线照相检查颗粒碰撞噪声检测(PIND) 密封检测内部水汽含量检测6 内部自检结构检验键合强度试验扫描电镜检查芯片剪切试验不合格祥品数!不合格DPA项目数!缺陷类型结论备注填卡日期:填卡人:附加说晤:本舔准由中雷艇天工业总公司七0人所提出。本部准由中国艇天工业总公司五院第511研究所负责起草和修改。本标准主要起草人:夏滥、余振醒、江理东。本标准主要审查人:孙晓新、李成君、雷祖胜、朱心永、王建中、虞德志、郑石岩。