可靠性试验失效分析中的破坏性物理分析和显微分析方法

可靠性试验失效分析中的破坏性物理分析和显微分析方法

 集成电路产的另外一个名字是微电子。从这点可以看出集成电路是在很小的尺寸上进行产生的。短短十年之间，微电子器件的尺寸从原来的微米量级逐步缩小，到亚微米，深亚微米，再到今天的纳米量级。随之变化是器件中的缺陷尺寸也逐步缩小。因此，开展电子元器件封装失效分析必须具备一定的测试方法和分析仪器。各种测试方法和分析仪器都有其性能特点，如功能，应用范围和灵敏度等。根据封装失效分分析的需要和要求，选用适当的方法和仪器，充分利用其特点进行失效分析才能得到正确的分析结果，找到失效产生的根源。 

破坏性物理分析

    破坏性物理分析简称DPA(DPA, Destructive Physical Analysis),又叫良品分析，是指为了验证电子元器件的涉及，结构，材料，制造的质量和工艺情况是否满足预定用途或有关规范的要求，以及是否满足元器件规定的可靠性和保障性，对元器件样品进行解剖，以及在解剖前后进行一系列检验和分析的全过程。DPA分析是顺应电子系统对元器件可靠性要求越来越高的需求而发展起来的一种本着提高元器件质量，预防可能出现的失效，保障电子系统的可靠性为目的的重要技术手段。

    七十年代，美国航空，航天领域在所使用的元器件中首先采用DPA分析这项技术，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领域发射的的成功率。这项分析技术很快的扩散到其他国家，一些电子产业发达的国家早就建立了相关的分析标准，并经过十几年的发展，已经发展到很成熟的阶段。我国固内从事DPA分析是从八十年代航天等工程部门开始的。九十年代起，一方面DPA研究已经比较深入，对半导体分立器件，集成电路，混合电路等已经掌握应用技术；另一方面，在工程管理中逐渐建立了DPA观念，并已经在一些重要工程中开始实际运用。然而，国内的DPA分析仍局限于少数行业，没有给予足够的重视，造成国内元器件的质量水平仍然较低，失效出现频繁。因此，加强国内的DPA分析技术的研究，发展，推广和管理，对开展封装失效分析，提出改进措施，提高元器件的质量和可靠性来说具有很具有显示意义的。

    破坏性物理分析法作为一种强有力的失效分析方法，对器件也存在破坏性。进入破坏性分析法阶段，根据情况不同作为试件就可能丧失形状，对器件带来无法修补的破坏，所以应该在充分考虑之后再进行此分析。破坏的方法有：

 1．为了使试件内部露出而制作断面。需要进行开封，浇注，磨削或切断，研磨几个过程。

 2．为了鉴定试件的构成材料而进行化学分析和仪器分析。

 3．试件分析部分的化学腐蚀。用化学药品腐蚀溶解金属，并进行精密加工的技术。

 4．试件所用材料的机械强度试验等。用拉伸装置，硬度计等各种装置测试试件构成材料的拉伸强度，压缩，弯曲，剪切，剥离等，研究疲劳的机理和耐久性的。