干货必存！元器件关键品质体系及检验方法

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近日，云汉芯城联合战略合作伙伴、知名检验检测机构——广电计量，联合举办了新一期的“云汉芯城品质体验中心 品质分享会”，赵巍老师做客并从质量管控方法论、检验分析技术、基础检测方式等方面，分享了如何以品质体系提升产品质量。以下为赵巍老师提供的技术干货，速看！

在半导体产业规模逐年增长的大环境下，越来越多的电子元器件应用场景不断涌现。除了对元器件“量”的需求提高，市场对电子产品“质”的要求也不断提升。

对于电子元器件，在不同阶段发生品质问题时，产生的代价也不同。品质问题在生产层面、应用于组件、设备及现场时造成的损失成指数增长。对于器件原厂及制造应用厂商，在交付时排除品质问题，就尤为重要。

元器件使用方，怎样管控产品全寿命周期的质量？

对于终端及各类制造厂商来说，生产质量管控从采购议价阶段就已经开始，选择稳定、优质的供应商渠道是保证成本和质量的第一步。货品采购入库后，立即以外观检查、破坏性物理分析（DPA）等方式进行假冒翻新等基础质量的检查。

进入小批量试产后，以对焊接工艺质量、潮敏等级（MSL）的检测，确保物料质量可供上机生产。大批量生产阶段，进行批质量一致性检验，周期性地从产品中抽取样品对所规定的检验项目进行检验。结合库存的超期复验，关于长期供应链安全保障的新供应商开发质量鉴定、伪空包鉴定、自主可控评级、国产替代验证等方向，及制造、方案改进的失效分析等，构建全面的质量管控体系，维护产品的长期质量稳定。

哪些情况下，需要进行破坏性物理分析-DPA？

生产、采购方对元器件产生任何质量方面疑虑，均可进行DPA分析验证元器件的设计、结构、材料和制造质量是否满足有关规范的要求或预定用途。DPA对元器件本身的质量能进行深入检查，预防失效，也有助于整体设计、工业的改进，提高生产可靠性。

常见的集成电路空封九项包含外部目检、X射线检查、粒子碰撞噪声检测（PIND）、密封、内部气体成分分析、内部目检、键合强度、扫描电子显微镜（SEM）检查、剪切强度。而集成电路塑封七项包含外部目检、X射线检查、声学扫描显微镜检查、内部目检、键合强度、扫描电子显微镜（SEM）检查、玻璃钝化层完整性检查。专注于不同的易现质量问题。

功率产品常见DPA项目

潮湿敏感等级判定-MSL的常见案例

塑封元器件在自然环境下放置储存，容易造成吸湿。受潮后的元器件在使用中进过回流焊高温，封装内部水分汽化膨胀，可能导致封装内部界面剥离或破裂。即出现爆米花效应，造成失效。为明确产品拆包装后到贴片、回流焊的可操作时长，需要进行潮湿敏感等级验证。

IPC对湿敏等级划分为1、2、2a、3、4、5、5a、6共8个等级，湿度敏感级别逐级递增。通常塑封集成电路常见3级，LED等特殊产品常见5a级。

集成电路、电子元器件、PCB板内部分层、空洞、裂纹案例

失效分析-FA的常用流程

失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象，分辨其失效模式和失效机理，并最终确认其失效原因，并提出改善设计和制造工艺的建议，防止失效的重复出现，提高元器件的可靠性。作为品质管控中的新兴项目，近年来逐渐向工业、民用等领域普及。

在研发阶段，失效分析可纠正设计和研发阶段的错误，缩短研发周期，在产品生产、测试和使用时期，失效分析可找出元件的失效原因与引起元件失效的责任方，并根据失效分析结果，改进设计，并完善产品，是重要的品质管控方法。

失效分析常用流程

电路时效分析案例-去层

去层是失效分析中一种常见的辅助tem制样的预处理方法，主要目的是去除电路上多余的金属层，以针对需要通过上一层金属层来确定具体位置的样品进行失效分析。

以下案例中，即使用了去层方式，排查出现电性异常的引脚下的具体问题情况。

电路时效分析案例-栅极失效

栅极失效是由于栅极遭受异常电压尖峰，而导致栅极栅氧层失效。主要由生产、运输、装配过程中的静电；电力系统运行中设备和电路寄生参数引起的高压谐振；在高压冲击过程中，高压通过Ggd传输到电网等原因产生。

以下为通过对氧化层的显微观察，发现击穿、静电损伤的案例

电路时效分析案例-过压及过流失效的异同

过压和过流都是常见的失效问题，都会使芯片电路内部温度过高造成击穿短路，严重时造成炸裂。但两者的机制各不相同。过流损坏是由于正向电流流过太大，造成过电流过大，导致发生热击穿。过流失效则是由于反响电压太大造成击穿。

以下案例为通过失效分析，对损坏原因进行判断。

过压失效典型图示

过流失效典型图示

广电计量检测集团股份有限公司(股票简称: 广电计量，股票代码:002967) 成立于2002年，是广州无线电集团旗下A股上市企业。广电计量是原信息产业部电子602计量站，经过多年的发展，现已成为一家全国布局、综合性的国有第三方计量检测机构，专注于为客户提供计量、检测、认证、评价咨询等“一站式”技术服务，在计量校准、可靠性与环境试验、电磁兼容检测等多个领域的技术能力及业务规模处于国内优秀水平。