电子元器件的破坏性物理分析

余城江

摘要：随着我国社会经济的快速发展，电子技术发展迅猛，逐渐成为现代社会的支撑产业。但是电子元器件在设备运行阶段经常会出现破坏，而破坏性物理分析（DPA），可用对电子元器件设计、结构、材料和质量等进行测定，并判断其是否达到设计使用标准。其具体破坏性物理分析，可以完成对电子元器件的全面分析，并实施一系列检验，其对电子元器件应用的作用毋庸置疑。本文对电子元器件的破坏性物理分析进行详细的阐述，以期在电子类维修 工作提供一定的参考作用。

关键词：电子元器件；破坏性；物理分析

中图分类号：TN607 文献标识码：A 文章编号：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

随着我国社会经济的快速发展，电子技术发展迅猛，逐渐被各个领域所使用。但是电子元器件在使用过程中经常会发生破坏情况，从而对相关 设备的正常运行产生严重影响。因此，为了更好的保证电子元器件的正常 使用需加强破坏性物理分析研究。

1 电子元器件破坏性物理分析

电子元器件的破坏性物理分析是指对电子元器件进行解剖，对电子元器 件内部结构元素进行详细分析，从而保证电子元器件的设计合格、结构组合 一致、材料运用符合标准，进一步保证电子元器件的使用质量符合要求。电子元器件的破坏性物理分析就是PDA，英文为DestructivePhysicalAnalysis，主要是指对电子一般情况下，PDA的目的包含以下两个方面内容：一方面，对电子元器件的內部结构进行、使用材料、工艺设计等方面内容进行检查，保证这 些部分组成合理，符合质量标准，从而可以为电子元器件破坏性物理分析奠定坚实基础。另一方面，PDA可以为部分电子元器件的改进提供参考依据，并可以对电子元器件的生产状况和生产质量效率进行针对性评价。

2 电子元器件破坏性物理分析常见问题探讨

2.1 混合电路中塑封器件检查

2.1.1 存在的问题。混合集成电路通过利用金属亦或陶瓷外壳进行封装，其内部主要包含空腔结构，粘贴有裸芯片以及各种表面安装元件等， 根据 GJB4027A-2006 项目 1102 的规定完成 9 项 DPA 试验。但部分混合集成电路中存在表面安装式塑封器件，根据此状况，其物理性分析试验方案中是否需对表面安装式塑封器件完成是需要深入分析的问题。

2.1.2 分析问题。塑封器件采用表面安装方法与混合集成电路的陶瓷基板实现电连接，对表面进行安装时，塑封器件引腿与陶瓷基板利用再流焊方式完成焊接。因其内部材料具有差异性，因而其热膨胀系数不同，同时器件装配前的贮存极易吸潮，因此每次环节极易在塑封器件内部各界面处出现分层并扩大内部已有分层缺陷，进而降低器件的可靠性。因此， 对去进行物理分析时，需提前掌握塑封器件安装之前该批次塑封器件是否进行过DPA，若没有，则需进行。由于此处塑封器件安装在密封的混合集成电路内部，其可靠性影响因素具有差异。同时试验验证，需重视检测项目是声学扫描显微镜检查以及玻璃钝化层完整性检查。其中，声学扫描显微镜检查：因塑封器件安装在混合集成电路的陶瓷基板上，同时位于同一个腔内气氛特定的密封腔体内，能够一直塑封料吸潮，同时并未再流焊的工艺环节。而玻璃钝化层完整性检查：其目的主要分析塑封料吸潮，同时腐蚀离子的作用破坏玻璃钝化层，导致器件可靠性减小。而处于密封腔体内的塑封器件类似于密封器件，进一步抑制了其吸潮。所以，在确保密封性能良好基础上，建议参考密封器件不进行玻璃钝化层完整性检查。

2.2 半导体二极管芯片目检

不论是密封或塑封的半导体二极管分立器件，以及混合电路当中裸芯片式半导体二极管均需根据 GJB128A-1997 方法 2073 完成内部目检。

2.2.1 存在的问题。在此过程中，首先要选取相应的条款完成内部目 检，从而解决半导体二极管属于台面型亦或平面型工艺问题。

2.2.2 分析问题。在 CMOS、BJT、BICMOS 以及BCD 等工艺集成电路当中，二极管的制作大部分通过平面工艺，亦是单独制作二极管，或者是通 过三极管当作二极管使用。但是在分立器件进行制作时，其二极管的制作 工艺包含 2 种，即台面型以及平面型（有保护环和无保护环）。需正确判断二极管的制作工艺，科学的识别器件工艺版图。此时，需检测工作人员具有相关专业能力，根据不同厂家制造工艺标准，通过以下两种方法了解器件制造工艺相关背景，有效的辅助识别器件结构：（1）利用向元器件生产厂询问，与元器件的工艺设计师以及工艺线上的工艺工程师完成交流，取得其半导体二极管的工艺结构；（2）通过多余的样品，对半导体二极管进行纵向剖面制备，通过合适的处理，观察分析其工艺结构。

3 电子元器件破坏性分析的要项

现本文以 RJK 型有质量等级的薄膜固定电阻器为破坏物理分析的对象（1）确定具体执行标准；（2）报告封面进行编辑，报告封面包括具体电子元器件的型号，单位名称、编号、日期和结论等内容；（3）报告正文，正文由概要、破坏物理学分析情况等内容，并将实验项目，电阻器编号信息，包括 项目的检验结果、参数等数据信息，促使报告结果使用者能够清晰得到目标信息；（4）记录情况，择取规范化的表格，记录进行时间、数据、提供照片等；（5）按照所择取的规范内容，展开有效的电阻元器件抽样。按照上述各要项及具体内容，可顺利完成电子元器件破坏性物理分析，从而满足众多行业对电子元器件的高可靠性的要求，作用明显。

总而言之，随着我国社会经济的快发展，电子元器件的应用范围逐渐

扩大，因此，相关人员要想保证电子元器件的正常使用就需要对电子元器件的破坏性物理分析进行全面分析，并根据电子元器件的具体使用环境制定针对性维护措施，保证电子元器件的正常使用，从而推动我国电子技术的快速发展。

参考文献：

[1]杨城，谭晨，王伯淳.破坏性试验能力验证方法研究[J].电子与封装， 2016，16（08）：5-8.

[2]周庆波，王晓敏.电子元器件破坏性物理分析中几个问题的探讨[J]. 太赫兹科学与电子信息学报，2016，14（01）：155-158.

[3]梁倩，王淑杰，龚国虎.电子元器件密封试验的探讨与实践[J].太赫兹 科学与电子信息学报，2015，13（06）：1009-1013.

[4]杨良军.对电子元器件 DPA 工作的探讨[J].科技信息，2012（05）：168-169.