《红色巨人》，一家神秘的公司，其生产的产品的服役时间≥20年。为了确保产品质量，红色巨人将破坏性物理分析（DPA）贯穿于产品研发、生产和质量控制的每一个环节。DPA是一种通过对芯片进行破坏性拆解和分析，评估其设计、材料、工艺等方面潜在缺陷的可靠性测试方法。

 

红色巨人的DPA实践：

 

1）研发阶段： 在产品设计初期，我们就引入DPA分析，对关键元器件和材料进行严格筛选，优化设计方案，从源头提升产品可靠性。

 

2）生产阶段： 我们对每一批次来料进行抽样DPA分析，监控来料生产工艺稳定性，及时发现并解决潜在问题，确保产品的一致性和可靠性。

 

红色巨人的DPA流程、测试要求和典型判据：

序号	测试项目	测试要求	判据
1	外观检查	所有样品都检查，如无异常选取2pcs拍照留正面全貌、背面全貌和侧面全貌	合格判据： 1、丝印符合规格书，清晰，无缺损或缺项，内容具有追溯性。 2、芯片封装、引脚符合规格书尺寸要求，无污染，受损或变形。塑封层无空洞或裂纹。
2	声扫	正面C-SAM（芯片有源面），存原图加各个界面波形图，如有分层需要有分层和未分层位置对比波形图	塑封芯片和带金属散热板的塑封芯片不合格判据 1、存在包括键合丝区域的分层。 2、塑封和芯片之间任何可测量的分层或空洞。 3、跨越键合丝的模塑化合物的任何空洞。 Flip-chip声扫不合格判据 1、bump区域存在任何可测量的分层。 2、底充胶与任何界面分层超过总面积的10%。
3	X-ray	所有样品检查正面die粘接料覆盖率和die边缘是否有carck，有异常则保留图片，无异常就按照下面要求拍2个样品。 2pcs存图，俯视图要能看清晶圆粘接和键合丝，侧视图需要能看清芯片粘接材料爬高	合格判据： 1、晶圆粘接正常，单个空洞面积不超过总面积的10%，总空洞面积不超过总面积的30%。 2、引线无短路、断路或变形，无交叉，引线之间或引线与die之间无搭接短路现象。 3、芯片粘结材料（焊锡、焊膏、银浆等）不能延伸至die表面。
4	Decap	至少开2pcs	/
5	Cross Section	要求切到1焊点正中间	/
6	OM	开盖样品都检查和存图，至少需如下4张图： a、芯片全貌+芯片尺寸测量 b、键合丝直径，一焊点球径测量 c、Die logo拍照 d、芯片局部放大图，量测切割道到seal ring的尺寸	合格判据：     1、需要有die ID，并可明确器件型号，无ID时需跟厂家确认。     2、其他按内部目检要求判定
		切片至少需如下2张图： a、切片全貌 b、1焊点切片局部放大	合格判据： 1焊点IMC无明显异常，吃铝深度为铝垫厚度的1/3~1/2
7	SEM	开盖样品都检查和存图，需要观察所有键合丝的1、2焊点，选取典型的留存图片： a、SEM全貌 b、芯片+1焊点全貌 c、1焊点放大局部形貌（≥3个） d、2焊点放大局部形貌（≥3个）	合格判据： 无明显脱线痕迹和钝化层与金属层缺陷
		切片样品需如下5张图： a、切片全貌SEM图 b、seal ring位置局部SEM图 c、内部线路SEM图+能谱mapping d、1焊点切片图+球径球高测量+键合丝能谱mapping e、铝垫残铝厚度测量	合格判据： 1焊点IMC无明显异常，吃铝深度为铝垫厚度的1/3~1/2
8	弹坑	弹坑试验前后，芯片全貌和相同的局部位置对比图	合格判据： 铝pad下层SiO2层不存在裂纹。
去铝垫前			去铝垫后弹坑检查

 

破坏性物理分析（DPA）作为一种重要的可靠性评估手段，其具体流程和要求会根据产品的质量等级、应用场景、行业标准等因素而有所不同。例如，航天航空、军工等领域对产品可靠性要求极高，其DPA流程会更加严格，分析项目也更加全面；而消费电子等领域，则会根据成本控制和实际需求，制定相应的DPA规范。

 

红色巨人DPA检验规范说明：

 

本DPA流程是红色巨人根据自身产品的质量要求制定的DPA检验规范，旨在通过科学严谨的DPA分析，确保产品的高可靠性和稳定性。本流程仅供参考，其他企业可根据自身产品特点和质量要求，参考相关标准制定适合自己的DPA检验规范。

 

可供参考的标准：

 

行业标准：

 

SJ/T 10466 半导体器件破坏性物理分析方法和程序

 

SJ/T 10694 混合集成电路破坏性物理分析方法和程序

 

国际标准：

 

MIL-STD-883 微电子器件试验方法和程序

 

MIL-STD-1580 航天和导弹系统用电子元器件破坏性物理分析（DPA）

 

JEDEC JESD22 系列标准

来源：Top Gun实验室

关键词： 芯片