電子元器件的破壞性物理分析

余城江

摘要：隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，電子技術發(fā)展迅猛，逐漸成為現代社會的支撐產業(yè)。但是電子元器件在設備運行階段經常會出現破壞，而破壞性物理分析（DPA），可用對電子元器件設計、結構、材料和質量等進行測定，并判斷其是否達到設計使用標準。其具體破壞性物理分析，可以完成對電子元器件的全面分析，并實施一系列檢驗，其對電子元器件應用的作用毋庸置疑。本文對電子元器件的破壞性物理分析進行詳細的闡述，以期在電子類維修 工作提供一定的參考作用。

關鍵詞：電子元器件；破壞性；物理分析

中圖分類號：TN607 文獻標識碼：A 文章編號：1672-9129（2017）09-135-01

Abstract： with the rapid development of China's social economy， electronic technology has developed rapidly and become the supporting industry of modern so- ciety.However，electroniccomponentsareoftendestroyedduringtheoperationofequipment，anddestructivephysicalanalysis（DPA）canbeusedtodeterminethe design，structure，materialandqualityofelectroniccomponentsandtodeterminewhethertheymeetthedesignandusestandards.Thephysicalanalysisofitsspe- cificdestructivenesscancompletethecomprehensiveanalysisofelectroniccomponentsandcarryoutaseriesoftests.Inthispaper，thedestructivephysicalanalysis ofelectroniccomponentsisdescribedindetail， inordertoprovidesomereferencefor themaintenanceofelectroniccomponents.

Keywords： electronic components； Destructive； Physical analysis

引言

隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，電子技術發(fā)展迅猛，逐漸被各個領域所使用。但是電子元器件在使用過程中經常會發(fā)生破壞情況，從而對相關 設備的正常運行產生嚴重影響。因此，為了更好的保證電子元器件的正常 使用需加強破壞性物理分析研究。

1 電子元器件破壞性物理分析

電子元器件的破壞性物理分析是指對電子元器件進行解剖，對電子元器 件內部結構元素進行詳細分析，從而保證電子元器件的設計合格、結構組合 一致、材料運用符合標準，進一步保證電子元器件的使用質量符合要求。電子元器件的破壞性物理分析就是PDA，英文為DestructivePhysicalAnalysis，主要是指對電子一般情況下，PDA的目的包含以下兩個方面內容：一方面，對電子元器件的內部結構進行、使用材料、工藝設計等方面內容進行檢查，保證這 些部分組成合理，符合質量標準，從而可以為電子元器件破壞性物理分析奠定堅實基礎。另一方面，PDA可以為部分電子元器件的改進提供參考依據，并可以對電子元器件的生產狀況和生產質量效率進行針對性評價。

2 電子元器件破壞性物理分析常見問題探討

2.1 混合電路中塑封器件檢查

2.1.1 存在的問題。混合集成電路通過利用金屬亦或陶瓷外殼進行封裝，其內部主要包含空腔結構，粘貼有裸芯片以及各種表面安裝元件等， 根據 GJB4027A-2006 項目 1102 的規(guī)定完成 9 項 DPA 試驗。但部分混合集成電路中存在表面安裝式塑封器件，根據此狀況，其物理性分析試驗方案中是否需對表面安裝式塑封器件完成是需要深入分析的問題。

2.1.2 分析問題。塑封器件采用表面安裝方法與混合集成電路的陶瓷基板實現電連接，對表面進行安裝時，塑封器件引腿與陶瓷基板利用再流焊方式完成焊接。因其內部材料具有差異性，因而其熱膨脹系數不同，同時器件裝配前的貯存極易吸潮，因此每次環(huán)節(jié)極易在塑封器件內部各界面處出現分層并擴大內部已有分層缺陷，進而降低器件的可靠性。因此， 對去進行物理分析時，需提前掌握塑封器件安裝之前該批次塑封器件是否進行過DPA，若沒有，則需進行。由于此處塑封器件安裝在密封的混合集成電路內部，其可靠性影響因素具有差異。同時試驗驗證，需重視檢測項目是聲學掃描顯微鏡檢查以及玻璃鈍化層完整性檢查。其中，聲學掃描顯微鏡檢查：因塑封器件安裝在混合集成電路的陶瓷基板上，同時位于同一個腔內氣氛特定的密封腔體內，能夠一直塑封料吸潮，同時并未再流焊的工藝環(huán)節(jié)。而玻璃鈍化層完整性檢查：其目的主要分析塑封料吸潮，同時腐蝕離子的作用破壞玻璃鈍化層，導致器件可靠性減小。而處于密封腔體內的塑封器件類似于密封器件，進一步抑制了其吸潮。所以，在確保密封性能良好基礎上，建議參考密封器件不進行玻璃鈍化層完整性檢查。

2.2 半導體二極管芯片目檢

不論是密封或塑封的半導體二極管分立器件，以及混合電路當中裸芯片式半導體二極管均需根據 GJB128A-1997 方法 2073 完成內部目檢。

2.2.1 存在的問題。在此過程中，首先要選取相應的條款完成內部目 檢，從而解決半導體二極管屬于臺面型亦或平面型工藝問題。

2.2.2 分析問題。在 CMOS、BJT、BICMOS 以及BCD 等工藝集成電路當中，二極管的制作大部分通過平面工藝，亦是單獨制作二極管，或者是通 過三極管當作二極管使用。但是在分立器件進行制作時，其二極管的制作 工藝包含 2 種，即臺面型以及平面型（有保護環(huán)和無保護環(huán)）。需正確判斷二極管的制作工藝，科學的識別器件工藝版圖。此時，需檢測工作人員具有相關專業(yè)能力，根據不同廠家制造工藝標準，通過以下兩種方法了解器件制造工藝相關背景，有效的輔助識別器件結構：（1）利用向元器件生產廠詢問，與元器件的工藝設計師以及工藝線上的工藝工程師完成交流，取得其半導體二極管的工藝結構；（2）通過多余的樣品，對半導體二極管進行縱向剖面制備，通過合適的處理，觀察分析其工藝結構。

3 電子元器件破壞性分析的要項

現本文以 RJK 型有質量等級的薄膜固定電阻器為破壞物理分析的對象（1）確定具體執(zhí)行標準；（2）報告封面進行編輯，報告封面包括具體電子元器件的型號，單位名稱、編號、日期和結論等內容；（3）報告正文，正文由概要、破壞物理學分析情況等內容，并將實驗項目，電阻器編號信息，包括 項目的檢驗結果、參數等數據信息，促使報告結果使用者能夠清晰得到目標信息；（4）記錄情況，擇取規(guī)范化的表格，記錄進行時間、數據、提供照片等；（5）按照所擇取的規(guī)范內容，展開有效的電阻元器件抽樣。按照上述各要項及具體內容，可順利完成電子元器件破壞性物理分析，從而滿足眾多行業(yè)對電子元器件的高可靠性的要求，作用明顯。

總而言之，隨著我國社會經濟的快發(fā)展，電子元器件的應用范圍逐漸

擴大，因此，相關人員要想保證電子元器件的正常使用就需要對電子元器件的破壞性物理分析進行全面分析，并根據電子元器件的具體使用環(huán)境制定針對性維護措施，保證電子元器件的正常使用，從而推動我國電子技術的快速發(fā)展。

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