【航天工业行业标准(QJ)】 半导体器件破坏性物理分析(DPA)方法和程序

QJ1906A-1997国家标准行业规范电子版下载中国航天工业总公司航天工业行业标准半导体器件破坏性物理分析（DPA）方法和程序
1范围
1.1主题内容
QJ1906A-97
代替QJ1906-90
本标准规定了对半导体器件破坏性物理分析（DPA）的抽样、样品要求、程序、接收/拒收判据、评价、可疑批的处理、分析报告等要求。1.2适用范围
本标准适用于航天产品用半导体器件的验收和超期复验。也适用于已经装入航天产品的半导体器件的质量评定。
2引用文件
GJB128半导体器件试验方法
GJB548A微电子器件试验方法和程序QI1556电子元器件质量与可靠性信息采集卡填写规定3定义
3.1缺陷defect
在外形、装配、功能或工艺质量等方面与详细技术规定的任何不一致。3.2可筛选缺陷screenabledefect利用有效的非破坏性筛选方法和试验方法可剔除的缺陷。3.3批次性缺陷lotrelateddefect由于设计、制造过程的差错所造成的（例如：金属化镀层厚度、键合强度、绝缘材料性能、金属化布线、掩模板缺陷等）或者由于验收试验、进货检验和贮存等过程的差错所造成的，并在同一批次多个器件上重复出现的缺陷。4一般要求
4.1设备
用于DPA的仪器和设备见表2中设备要求部分。4.2DPA批次的组成
中国航天工业总公司1997一10一13批准1997-10-15实施
QJ1906A-97
DPA的批次是由具有相同的型号、封装形式、引线镀涂工艺、生产线和生产技术，且外壳日期代码也相同的一批器件中，按规定的数量随机抽样所组成的样品构成。抽样数量见表1。
4.3DPA报告
每个DPA批次，分析单位都应该向委托单位及有关部门提供报告。DPA报告应该具有良好的可追溯性。有关表格应按QJ1556的规定填写。报告应包括下列内容：
a.DPA数据卡（见表3)；
b．DPA检验清单：检验清单用于记录从适用试验中得到的全部特征数据；c.DPA试验数据单：试验数据单用于记录从适用试验及所规定的任何电测试中的变量数据；
d．照片（对于典型缺陷)；
e.与检查分析结果有关的其它数据和分析，对不合格批，应对不合格原因进行分析并写出失效分析报告。
4.4分析单位和人员
分析单位应该经有关部门考核认证合格，分析人员应考核合格。4.5样品要求
4.5.1分析样品是空封（非实体）器件。4.5.2送样单位在送样品前，应仔细检查DPA样品，所送样品状态必须清楚。5详细要求
5.1抽样方案
一般情况下，DPA的抽样数量的最低要求见表1，否则必须按有关规定进行审批。5.2DPA方法和程序
DPA方法和程序见表2。在一般情况下，应按表2规定的项目和程序进行，也可以根据工程型号的要求，增加或减少分析项目。5.3评价
按标准检验符合要求，评价为合格。检验符合要求，但抽样数量不足时，评价为样品通过。检验出缺陷或者不能确认是否为缺陷，该批评价为可疑批。5.4可疑批处理www.bzxz.net
5.4.1如果第一次样品分析无明确结论，怀疑设备或操作有问题时，应在该DPA批次中补充或重新抽样做，再分析。
5.4.2如对试验结果不能确定是否为合格时应组织有关专家进行会诊。5.5不合格批处理
5.5.1如果缺陷属于可筛选缺陷（例如PIND试验不通过），应对该DPA批次进行百分之百重新筛选，筛选合格后允许重新抽样做DPA。5.5.2如果缺陷属于批次性缺陷，该DPA批次应报废或退货。2
QJ1906A-97
5.5.3如果缺陷属于非批次性缺陷，而且有缺陷的样品数量为1只时，可在原抽样数量上加倍抽样分析。再次出现缺陷应报废或退货。5.6已装机器件评定
如果用于短期工作的航天器或在近期（一般不超过半年）将发射的导弹和火箭，可以有条件的放宽判据。具体条件是，器件的芯片剪切力可放宽至标准判据的50%，但应大于1.96N（0.2kgf)；内引线键合力可放宽至标准合格判据的70%，但必须大于0.0098N(1.0gf)。
表1DPA抽样方案1）
分立器件方法
集成电路方法
批次数量的10%，但不少于2批次数量的10%，但不少于只，不多于5只。批次数量不
足10只时，抽样1只
2只，不多于5只。批次数量
不足10只时，抽样1只
混合集成电路方法
批次数量的5%，但不少于1
只，不多于2只。批次数量不
足10只时，抽样1只
注：1）对已装机器件的抽样方案：应优先按本标准4.2条规定的DPA批次要求抽样。如数量不足，可抽取外壳日期代码尽可能相近的批次（不超过相同批次前10周和或后10周）相同规格的器件作为DPA的样品。
表2半导体器件DPA方法和程序
项目和程序
序号：
外部目检
X射线照
相检查
设备最低要求和
检测主要内容
记录识别标记，用10
倍显微镜检查结构、
密封封口、涂覆（镀
层)、玻璃填料（玻璃
绝缘子）等。
用优于25.4μum分辨率
的X射线照相设备，
检查封壳内结构、芯
片和内引线位置、密
封工艺引起的缺陷、
多余物等。
分立器件
GJB128方
法2071
GJB128方
法2076
集成电路
GJB548A
方法2009A
GJB548A
方法2012A
混合集成电路
GJB548A方
法2009A
GJB548A方
法2012A
可发现的主要
失效模式
清单与实物
不符；封装
和镀层类型
不符；密封
结构错误；
装配工艺不
序号项目和程序
颗粒磁撞
噪声检测
(PIND)
密封检测
内部水汽
含量检测
去封盖
内部目检
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续表2半导体器件DPA方法和程序设备最低要求和
检测主要内容
用灵敏度优于20mV
噪声电压的传感器并
带冲击和振动的PIND
设备，检测封壳内的
可动颗粒
用灵敏度优于101×
10-9kPa.cm/s的氮质
谱仪等设备，检测密
用可重复检出0.01ml
样品体积中5/10000
（500ppm）或更小的水
汽绝对灵敏度的质谱
仪，检测封壳内的水
汽含量
针对封盖类型，采用
适当工具去掉封盖。
要求不损伤器件内部，
且不污染器件内部
用75～200倍的高倍
显微镜检查芯片金属
化缺陷，如划伤、孔
隙、腐蚀、附着性、
跨接和对准偏差；扩
散缺陷；划片缺陷；
介质隔离缺陷；激光
修正缺陷等。
用30～60倍的低倍显
微镜检查引线键合、
内引线、芯片安装、
外来物（多余物等）
分立器件
GJB128方
法2052
GJB128方
法1071
GJB128
方法1018
GJB548A
方法5009
GJB128方
法2072～
集成电路
GJB548A
方法2020A
GJB548A
方法1014A
GJB548A
方法1018
GJB548A
方法5009
GJB548A
混合集成电路
GJB548A方
法2020A
GJB548A方
法1014A
GJB548A方
法1018
GJB548A方
法5009的
GJB548A方
2017A、
方法2010A、2Qm0A014
2013、2014
可发现的主要
失效模式
可动颗粒引
起的随机短
不良的环境
气氛引起的
电性能不稳
定；内部腐
蚀开路
内部水汽含
量过高引起
的电性能不
稳定和内部
腐蚀开路
内部一项或
多项加工工
艺缺陷引起
的质量问题
序号1
项目和程序
结构检验
键合强度
扫描电镜
芯片剪切
QJ1906A-97
续表2半导体器件DPA方法和程序设备最低要求和
检测主要内容
用形貌检测、尺寸检
测、成份检测等设备
验证元器件的结构和
材料符合设计文件
用可以钩住引线并施
加0～1N拉力的仪器
检测引线键合（焊接）
用具有0.025μm分辨
率和10310°放大倍
数的扫描电子显微镜
检查芯片表面互连金
属化层的缺陷
用具有可以施加0～
100N、5%精度的设备
检测芯片的剪切强度
分立器件
按经有关
部门批准
的承制方
基准设计
文件对照
GJB128方
法2037
GJB128方
法2077
GJB128方
法2017
集成电路
按经有关
部门批准
的承制方
基准设计
文件对照
GJB548A
方法2011A
GJB548A
方法2018A
GJB548A
混合集成电路
按经有关部
门批准的承
制方基准设
计文件对照
GJB548A方
法2011A
GJB548A方
法2018A
GJB548A
方法2019A
可发现的主要
失效模式
设计结构不
良引起的可
靠性问题
键合强度不
够引起的引
线开路
氧化层台阶
处电迁移开
芯片脱商管
座引起的开
DPA报告号
委托单位
器件类别
首次规定样本数
二次规定样本数
DPA项目
外部目检
X射线照相检查
颗粒磁撞噪声检测
(PIND)
密封检测
内部水汽含量检测
内部目检
结构检验
键合强度试验
扫描电镜检查
芯片剪切试验
不合格样品数
填卡日期：
附加说明：
QJ1906A-97
分析单位
工程代号
器件名称
质量等级
DPA数据卡
首次实交样本数
二次实交样本数
DPA结果
不合格DPA项目数
本标准由中国航天工业总公司七○八所提出。分析人
整机代号
器件型号
生产单位
缺陷类型
填卡人：
本标准由中国航天工业总公司五院第511研究所负责起草和修改。本标准主要起草人：夏泓、余振醒、江理东。本标准主要审查人：孙明新、李成君、雷祖胜、朱心永、王建中、虞德志、郑石岩。6
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