【航天工业行业标准(QJ)】 器件破坏性物理分析管理要求

中华人民共和国航天行业标准
FL5900
QJ3179--2003
元器件破坏环性物理分析管理要求Managerial requirements for
destructive physical analysis of components2003—09-25发布
国防科学技术工业委员会发布
2003—12—01实施
本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由中国航天科技集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。前言
本标准起草单位：中国航天标准化研究所。本标准主要起草人：管长才、余振醒、周辉。QJ31792003
1范围
元器件破坏环性物理分析管理要求QJ3179-2003
本标准规定了航天型号用电气、电子和机电元器件（以下筒简称航天元器件）破坏性物理分析（以下简称DPA）机构及人员的资格认可、DPA的不同用途和相应的管理要求。本标准适用于航天型号用元器件在验收、复验和已装人航天型号中元器件的质量验证等过程中对DPA的管理。其它需要进行DPA管理的场合亦可参照采用。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GJB451可靠性维修性术语
GJB2725A-2001测试实验室和校准实验室通用要求GJB4027军用电子元器件破坏性物理分析方法GJB/Z105一1998电子产品防静电放电控制手册GJB/Z123一1999宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南QJ1906A一1997半导体器件破坏性物理分析（DPA）方法和程序QJ2227半导体器件破坏性物理分析（DPA）方法和程序3术语和定义
GJB451确立的以及下列术语和定义适用于标准。3.1
关键元器件criticalparts
符合以下条件之一的元器件，定义为关键元器件：a）影响航天型号任务成败或试验安全的；b）影响航天型号主要任务完成的；c）严重影响整机可靠性或研制进度的；d）定制的。
生产批productionlot
在同一生产线上采用相同的设计、结构、材料、工艺、控制，在规定的时间里制造出来的一批元器件。生产批以产品外壳或合格证标注的批次的代码来识别。3.3
缺陷defect
外形、装配、功能或工艺等不符合规定的要求即构成缺陷。QJ3179-2003
批次性缺陷lotrelateddefect
在设计、制造过程中由差错造成的缺陷（例如：金属化镀层厚度、金属化布线、绝缘材料性能、掩膜板缺陷等），或在验收试验、筛选和贮存等过程差错造成的，并在同一批元器件中重复出现的、不能用筛选或补充筛选剔除的缺陷。3.5
可筛选缺陷screenabledefect
可用有效的、非破坏性的检验方法，筛选剔除的缺陷。3.6
超期复验reinspectionforexceededvalidstorageterm超过规定贮存期（有效贮存期）的元器件，在装机前应通过的一系列检验。4一般要求
4.1DPA机构、人员、仪器、设备和环境4.1.1DPA机构的资格认定
航天所属机构需要从事航天元器件DPA的单位，必须向航天有关管理部门提出申请，经航天有关管理部门认可合格，经批准方具备开展航天元器件DPA的资格。非航天所属机构开展航天元器件DPA的单位，应经航天有关管理部门批准后方可纳人开展航天元器件DPA的单位。
4.1.2DPA人员的资格认定
从事航天元器件DPA的人员应掌握相应元器件DPA的技能，并经GJB2725A--2001考核合格，方具备从事航天元器件DPA的资格。
4.1.3DPA用仪器、设备
对DPA用仪器、设备的管理要求如下：a）重要或关键的仪器、设备应指定专人管理，并有操作规程：b）仪器、设备的精度应能满足检测要求；c）仪器、设备应定期检定，检定合格且在检定有效期内的仪器、设备方能使用；d）重要或关键的仪器、设备应有运行记录。4.1.4环境下载标准就来标准下载网
DPA实验室的温度、湿度应满足元器件DPA的环境要求，DPA时应有温度、湿度记录。并按GJB/Z105-1998的要求对静电敏感元器件采取静电放电防护措施。4.2DPA主要用途分类
4.2.1用途分类
DPA可用于元器件承制方关键过程（工艺）的监控，元器件鉴定机构的鉴定；对于元器件使用方主要适用于：元器件验收、复验和已装机元器件的质量验证。4.2.2验收
验收包括：在承制方验收（即下厂验收）和在使用方验收（即到货验收）两类。当验收的检验项目中需要包括DPA时，应在采购文件中规定。4.2.2.1下厂验收
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下厂验收时DPA任务可由具备资格的独立实验室承担：也可由具备资格的使用方实验室承担或由具备资格的验收人员在承制方完成；当承制方具备条件，且在使用方监督下，承制方也可开展DPA工作。4.2.2.2到货验收
到货验收时DPA任务可由具备资格的独立实验室承担；也可由具备资格的使用方实验室承担。当DPA结果不合格时，应及时通知委托方。4.2.3复验
4.2.3.1概述
复验包括：装机前复验和超期复验两类，当复验的检验项目中需要包括DPA时，应由质量管理部门在有关文件或标准中规定。
元器件复验过程时DPA任务可由具备资格的使用方实验室承担或由具备资格的独立实验室承担。当DPA结果不合格时（如缺陷是生产过程中由差错造成的），应及时通知委托方。4.2.3.2装机前复验
凡在验收时未做过DPA的关键元器件，在装机前复验时，应做DPA。4.2.3.3超期复验
当库存元器件的贮存期超过了规定的期限，应参照GJB/Z123一1999或QJ2227的要求进行超期复验。超期复验中需要做的DPA项目，应按GJB/Z123一1999或QJ2227的规定。4.2.4已装机元器件的质量验证
对验收时已通过DPA，但在正（试）样型号产品调试过程中，发生本质失效（如：芯片脱落、内引线脱键、台阶断铝等）的元器件，应再一次做DPA，以最终验证元器件质量。对已装机，但在装机前未进行DPA的元器件（半导体器件或规定的其它元器件），如因贮存时间过长或在其它型号产品调试过程中，发生型号相同、批次相近的元器件出现本质失效，质量部门和/或两师系统应提出进行DPA的要求。
已装机元器件质量验证的DPA任务可由具备资格的使用方实验室承担或由具备资格的独立实验室承担。当DPA结果不合格时（如缺陷是生产过程中由差错造成的），应及时通知委托方。4.3DPA管理程序
4.3.1验收DPA管理程序
根据元器件采购文件规定，当验收过程中需要进行DPA时，应由元器件承制方提供样品，使用方随机抽样后由具备条件的机构进行DPA，当DPA结果不合格时，使用方即有权拒收该批元器件。元器件验收DPA管理程序的示意图如图1所示。图1元器件验收DPA管理程序示意图3
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4.3.2复验DPA管理程序
根据航天型号元器件质量控制的文件或标准规定，在复验过程中需要进行DPA时，应按规定抽取样品送具备资格的DPA机构进行检验和分析。不合格时，元器件质量管理部门（或使用单位）应与型号产品的两师系统进行分析，确定对DPA不合格的元器件进行处理。元器件复验DPA管理程序示意图如图2所示。
两师系
机构进
不合格
5详细要求
图3已装机元器件质量验证DPA管理程序示意图5.1DPA元器件的有关信息
在进行DPA前，元器件承制方或DPA委托方应向DPA执行机构提供有关元器件的详细信息。必须提供的信息包括：元器件名称、型号、生产单位、生产批号、质量等级（质量保证等级或失效率等级）、4
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订货总数。并应尽可能提供包括封装形式、生产日期、元器件执行的标准代号、用于工程的型号、抽样情况（抽样母体数量、按规定应抽样品数、实抽样品数、第几次抽样等）和该元器件历史记载中的失效模式及缺陷等情况信息。当需要元器件的基本结构信息（元器件的结构图、各组成部分的相对位置、关键尺寸及相应的材料和工艺等）时，元器件承制方应尽可能提供，或依据初次接受的样品进行结构分析获得。
复验或已装机元器件质量验证需做DPA时，委托方应参见附录A中表A.1的格式填写《元器件破坏性物理分析（DPA）委托表》。
5.2抽样
5.2.1概述
用于DPA的样品应是合格的元器件。只有当元器件承制方和/或使用方同意时，方能抽取电参数不合格但未丧失功能、不致影响DPA结果的元器件作为DPA样品。5.2.2抽样方式
DPA样本中的样品应按生产批随机抽取。对用于已装机元器件质量验证的DPA样品，可在已装机元器件型号相同、生产日期相同或尽可能相近（不超过前后10周）生产批的库存元器件中随机抽取。5.2.3样本大小
对于半导体器件按QJ1906A一1997的规定确定样本大小：a）对于分立器件（指通用的二极管、晶体管等）按母体的10%抽样，但不得少于2只，最多不超过5只；对于母体数量不足10只的，抽取1只；b）对于集成电路按母体的10%抽样，但不得少于2只，最多不超过5只，对于母体数量不足10只的，抽取1只；
c）对于混合集成电路按母体的5%抽样，但不得少于1只，最多不超过2只，对于母体数量不足10只的，抽取1只。
对于QJ1906A一1997未涉及的元器件，可按照GJB4027的规定确定样本大小。5.3DPA项目及项目的剪裁
GJB4027规定了不同元器件的DPA项目，参见附录B。附录B中注明了必做的项目和在不同情况下可以删减的项目，各使用方可根据具体情况确定并报元器件质量主管部门或两师系统批准后实施。5.4DPA结论
DPA结论分为以下四类：
a）按规定数量抽样，DPA中未发现缺陷或异常情况时，其结论为合格：b）DPA中未发现缺陷或异常情况，但其样本大小小于相关规定时，其结论为样品通过c）DPA中发现相关标准中的拒收缺陷时，其结论为不合格；在结论中应说明缺陷的属性（如：可筛选缺陷或不可筛选缺陷）：
d）DPA中发现异常情况但无法判别是否合格时，其结论为可疑或可疑批，依据可疑点追加样品（一般为加倍）进行针对性DPA分析。5.5DPA不合格及不合格批的处理5.5.1DPA不合格判据
除非另有规定，元器件DPA的缺陷判据应按QJ1906A一1997或GJB4027的规定。5.5.2DPA不合格批的处理
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5.5.2.1概述
对DPA不合格批的处理应根据缺陷的性质，以及DPA的不同用途而定。5.5.2.2验收
在验收进行DPA的元器件中，如发现了缺陷应按整批拒收处理。只有当这批元器件是急需使用的，而且发现的缺陷是可筛选的，可允许承制方进行针对性筛选后，加倍抽样再进行一次DPA，如果不再发现任何缺陷，可按DPA合格的元器件处理。5.5.2.3复验
在复验进行DPA的元器件中，如发现了批次性缺陷应按整批报废处理：当发现了可筛选的缺陷，应进行针对性筛选后，允许加倍抽样再进行一次DPA，如果不再发现任何缺陷，可按DPA合格的元器件处理。
5.5.2.4已装机元器件质量验证
在已装机元器件质量验证进行的DPA中如发现了拒收缺陷，一般应对已装机同生产批的元器件作整批更换处理。当两师系统进行失效模式、影响及危害性分析（FMECA）后，并经评审确认该元器件的损坏，不致导致型号任务的失败或严重影响型号任务的可靠性，也可不作整批更换处理。5.6复核与仲裁
5.6.1复核
如对关键元器件的DPA是否合格，不能作出明确的结论或对所作结论有疑问时，元器件质量主管部门应组织两师系统及有关专家复核DPA的试验及有关试验记录，以确定DPA结论或确认结论是否准确。5.6.2仲裁
当元器件承制方或DPA委托方对结论有异议时，应向上级元器件质量主管部门申请仲裁，上级主管部门应组织两师系统及有关专家分析DPA的试验及有关试验记录，必要时应进一步进行试验，根据试验及分析结果提出仲裁意见。
5.7DPA样品和资料的保存
5.7.1样品保存
已进行过DPA的样品，承担DPA的机构应负责加以标识并在合适的环境中保存，保存期至少二年，以备复查。委托方有要求时，DPA样品可由委托方保存。5.7.2资料保存
应保存的DPA资料一般包括：
a）元器件破坏性物理分析（DPA）委托表（格式参见附录A表A.1）；b）元器件破坏性物理分析（DPA）报告摘要表（格式参见附录A表A.2）；C）元器件破坏性物理分析（DPA）项目结果汇总表（格式见附录A表A.3）；d）元器件破坏性物理分析（DPA）试验数据记录表（格式见附录A表A.4）；e）元器件破坏性物理分析（DPA）的有关照片。若无其它规定，DPA的以上资料至少保存10年。6
附录A
（资料性附录）
元器件破坏性物理分析（DPA）表格的格式A.1元器件破坏性物理分析（DPA）委托表格式DPA委托表格式见表A.1。DPA委托表采用A4幅面纸张。表A.1
元器件破坏性物理分析（DPA）委托表元器件名称
委托方：
DPA单位：
生产单位
联系人：
联系人：
抽样数
委托日期：
接收日期：
除非另有说明，本表主要栏目由委托方填写后，连同样品一起提交执行DPA的单位。DPA
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DPA单位详细核对填写的内容和清点样品数量（必要时应与委托方一起去抽取样品），核对无误后，双方签字，本委托表生效。
指验收或库存的同一生产批元器件的总数。DPA目的包括：①下厂验收、②到货验收、③装机前复验、超期复验、已装机元器件质量验证、③其它。可用①、②、③、④、③、③分别表示，其它类应在备注栏说明。7
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A.2元器件破坏性物理分析（DPA）报告摘要表格式DPA报告摘要表格式见表A.2。DPA报告摘要表采用A4幅面纸张。表A.2元器件破坏性物理分析（DPA）报告摘要表元器件名称
生产单位
生产日期
委托方
规定抽样数
重新抽样规定数
试验结果：
不合格样品数
不合格项目数
可筛选缺陷数
批次性缺陷数
是否需要进一步分析：需要
DPA结论：
总体评论：
；样品通过
本表由执行元器件DPA的单位填写。8
型号规格
执行标准
生产批号
不需要
；不合格
工程代号或用户
实际抽样数
重新抽样实际数
元器件门类
质量等级
产品序号
A.3元器件破坏性物理分析（DPA）项目结果汇总表格式DPA项目结果汇总表格式见表A.3。DPA项目结果汇总表采用A4幅面纸张。表A.3元器件破坏性物理分析（DPA）项目结果汇总表试验时间：
外部目检
X射线检查
试验项目
PIND（适用于密封空腔结构）
密封（适用于密封空腔结构）
内部气体成分分析（适用于密封空腔结构）内部目检
键合强度
扫描电子显微镜（SEM）检查（必要时）剪切强度
剥层和/或剖面检验（适用时）
备注：
本表由执行元器件DPA的单位填写。年
样品编号
本表所列试验项目仅为示例，DPA单位应根据不同元器件列入不同的试验项目。试验结果可分为：合格、不合格和可疑三类，分别以√、×、？表示。QJ3179-2003
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