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紅色巨人芯片DPA規(guī)范

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2025-02-15 20:03

《紅色巨人》，一家神秘的公司，其生產(chǎn)的產(chǎn)品的服役時(shí)間≥20年。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，紅色巨人將破壞性物理分析（DPA）貫穿于產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制的每一個(gè)環(huán)節(jié)。DPA是一種通過(guò)對(duì)芯片進(jìn)行破壞性拆解和分析，評(píng)估其設(shè)計(jì)、材料、工藝等方面潛在缺陷的可靠性測(cè)試方法。

 

紅色巨人的DPA實(shí)踐：

 

1）研發(fā)階段： 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，我們就引入DPA分析，對(duì)關(guān)鍵元器件和材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從源頭提升產(chǎn)品可靠性。

 

2）生產(chǎn)階段： 我們對(duì)每一批次來(lái)料進(jìn)行抽樣DPA分析，監(jiān)控來(lái)料生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題，確保產(chǎn)品的一致性和可靠性。

 

紅色巨人的DPA流程、測(cè)試要求和典型判據(jù)：

序號(hào)
測(cè)試項(xiàng)目
測(cè)試要求
判據(jù)
1
外觀檢查
所有樣品都檢查，如無(wú)異常選取2pcs拍照留正面全貌、背面全貌和側(cè)面全貌
合格判據(jù)：
1、絲印符合規(guī)格書，清晰，無(wú)缺損或缺項(xiàng)，內(nèi)容具有追溯性。
2、芯片封裝、引腳符合規(guī)格書尺寸要求，無(wú)污染，受損或變形。塑封層無(wú)空洞或裂紋。
2
聲掃
正面C-SAM（芯片有源面），存原圖加各個(gè)界面波形圖，如有分層需要有分層和未分層位置對(duì)比波形圖
塑封芯片和帶金屬散熱板的塑封芯片不合格判據(jù)
1、存在包括鍵合絲區(qū)域的分層。
2、塑封和芯片之間任何可測(cè)量的分層或空洞。
3、跨越鍵合絲的模塑化合物的任何空洞。
Flip-chip聲掃不合格判據(jù)
1、bump區(qū)域存在任何可測(cè)量的分層。
2、底充膠與任何界面分層超過(guò)總面積的10%。
圖片
3
X-ray

所有樣品檢查正面die粘接料覆蓋率和die邊緣是否有carck，有異常則保留圖片，無(wú)異常就按照下面要求拍2個(gè)樣品。

2pcs存圖，俯視圖要能看清晶圓粘接和鍵合絲，側(cè)視圖需要能看清芯片粘接材料爬高
合格判據(jù)：
1、晶圓粘接正常，單個(gè)空洞面積不超過(guò)總面積的10%，總空洞面積不超過(guò)總面積的30%。
2、引線無(wú)短路、斷路或變形，無(wú)交叉，引線之間或引線與die之間無(wú)搭接短路現(xiàn)象。
3、芯片粘結(jié)材料（焊錫、焊膏、銀漿等）不能延伸至die表面。
圖片
4
Decap
至少開2pcs
/
5
Cross Section
要求切到1焊點(diǎn)正中間
/
6
OM
開蓋樣品都檢查和存圖，至少需如下4張圖：
a、芯片全貌+芯片尺寸測(cè)量
b、鍵合絲直徑，一焊點(diǎn)球徑測(cè)量
c、Die logo拍照
d、芯片局部放大圖，量測(cè)切割道到seal ring的尺寸
合格判據(jù)：
    1、需要有die ID，并可明確器件型號(hào)，無(wú)ID時(shí)需跟廠家確認(rèn)。
    2、其他按內(nèi)部目檢要求判定
圖片
切片至少需如下2張圖：
a、切片全貌
b、1焊點(diǎn)切片局部放大
合格判據(jù)：
1焊點(diǎn)IMC無(wú)明顯異常，吃鋁深度為鋁墊厚度的1/3~1/2
7
SEM
開蓋樣品都檢查和存圖，需要觀察所有鍵合絲的1、2焊點(diǎn)，選取典型的留存圖片：
a、SEM全貌
b、芯片+1焊點(diǎn)全貌
c、1焊點(diǎn)放大局部形貌（≥3個(gè)）
d、2焊點(diǎn)放大局部形貌（≥3個(gè)）
合格判據(jù)：
無(wú)明顯脫線痕跡和鈍化層與金屬層缺陷

圖片

 
切片樣品需如下5張圖：
a、切片全貌SEM圖
b、seal ring位置局部SEM圖
c、內(nèi)部線路SEM圖+能譜mapping
d、1焊點(diǎn)切片圖+球徑球高測(cè)量+鍵合絲能譜mapping

e、鋁墊殘鋁厚度測(cè)量
合格判據(jù)：
1焊點(diǎn)IMC無(wú)明顯異常，吃鋁深度為鋁墊厚度的1/3~1/2
圖片
8
彈坑
彈坑試驗(yàn)前后，芯片全貌和相同的局部位置對(duì)比圖
合格判據(jù)：
鋁pad下層SiO2層不存在裂紋。

去鋁墊前

圖片

去鋁墊后彈坑檢查

 

破壞性物理分析（DPA）作為一種重要的可靠性評(píng)估手段，其具體流程和要求會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量等級(jí)、應(yīng)用場(chǎng)景、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等因素而有所不同。例如，航天航空、軍工等領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品可靠性要求極高，其DPA流程會(huì)更加嚴(yán)格，分析項(xiàng)目也更加全面；而消費(fèi)電子等領(lǐng)域，則會(huì)根據(jù)成本控制和實(shí)際需求，制定相應(yīng)的DPA規(guī)范。

 

紅色巨人DPA檢驗(yàn)規(guī)范說(shuō)明：

 

本DPA流程是紅色巨人根據(jù)自身產(chǎn)品的質(zhì)量要求制定的DPA檢驗(yàn)規(guī)范，旨在通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腄PA分析，確保產(chǎn)品的高可靠性和穩(wěn)定性。本流程僅供參考，其他企業(yè)可根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)和質(zhì)量要求，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定適合自己的DPA檢驗(yàn)規(guī)范。

 

可供參考的標(biāo)準(zhǔn)：

 

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

 

SJ/T 10466 半導(dǎo)體器件破壞性物理分析方法和程序

 

SJ/T 10694 混合集成電路破壞性物理分析方法和程序

 

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

 

MIL-STD-883 微電子器件試驗(yàn)方法和程序

 

MIL-STD-1580 航天和導(dǎo)彈系統(tǒng)用電子元器件破壞性物理分析（DPA）

 

JEDEC JESD22 系列標(biāo)準(zhǔn)

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來(lái)源：Top Gun實(shí)驗(yàn)室

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