[发明专利]一种用于宇航用叠层封装器件的破坏性物理分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种破坏性物理分析（DPA destructive physical analysis）方法，尤其是一种用于宇航用叠层封装器件的破坏性物理分析方法。

背景技术

DPA的实施为验证电子元器件的设计、结构、材料、制造的质量和工艺情况是否满足预订用途或有关规范的要求，以及是否满足元器件规定的可靠性和保障性，对元器件样品进行解剖，以及在解剖钱后进行一些列检验和分析的全过程。DPA是顺应电子系统对元器件可靠性要求原来越高的需求而发展起来的一种本着提高元器件质量，保证整个电子系统的可靠性为目的的重要技术手段。

目前的DPA方法主要是依据国军标GIB4027A和美军标MIL-1580B进行，其中主要规定了空封集成电路、电阻、电容、机电类器件的相关方法。对于集成电路主要是规定了外观检查、X光检查、PIND、内部气氛分析、内部目检、SEM（扫描电子显微镜）检查、键合强度和芯片剪切共9项。随着元器件的发展目前出现了大量的采用新工艺、新封装的复杂元器件，特别是多个塑封器件的叠层封装的出现给现有的DPA方法带来了很大的挑战。没有针对叠层封装器件的相关DPA方法要求，特别是没有针对宇航用叠层封装元器件的相关要求和方法。

叠层封装器件是指采用3D封装方法，将多个塑封器件采用叠层方式封装后，在封装后的整体上制作外引出管脚，并通过器件表面的金导带实现器件外管脚和内部塑封基片直接的连接。该器件的演变有两种常见模式：1、在器件内部不是直接封装塑封基片，而是将一个或多个塑封基片和电容器、或电阻器等器件安装在PCB基板上后，再将多个组合好的PCB基板用叠层方式安装。2、该器件为提高宇航应用的可靠性，提高器件抗总剂量辐射的能力，在器件外面安装钽屏蔽外壳。

目前的国军标GJB4027A和美军标MIL-STD-1580B均未明确规定此类叠层封装器件的破坏性物理分析方法。

其中，美军标MIL-STD-1580B为用于电子、电磁、机电部件的破坏性物理分析方法；国军标GJB4027A为军用电子元器件破坏性物理分析方法；国军标GJB548A为微电子器件试验方法和程序；国军标GJB 2725 为校准实验室和测试实验室通用要求；航空工业行业标准QJ2860-1996为对印刷电路板孔金属化工艺技术要求；航空工业行业标准QJ1889-1990为印刷电路板孔金相检验方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供了一种用于宇航用叠层封装器件的破坏性物理分析方法。

针对叠层封装器件体积小、密度高的特点以及宇航应用元器件的特殊要求，使用该DPA方法可以有效分析宇航用叠层封装器件的性能优劣。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于宇航用叠层封装器件的破坏性物理分析方法，从一批叠层封装器件中抽取10%进行破坏性物理分析，如图20所示，其特征在于包含如下步骤：

步骤1，对叠层封装器件的钽屏蔽外壳进行检查，如果叠层封装器件不具有钽屏蔽外壳，进入步骤2；如果叠层封装器件具有钽屏蔽外壳，则对钽屏蔽外壳进行检查；

步骤2，如图1所示，对封装在叠层封装器件最外层的具有实现电学连接功能的金导带进行外观检查；

步骤3，对叠层封装器件进行X光检查；

步骤4，对叠层封装器件的可焊性和耐焊接热检查：通过步骤1-3检查的叠层封装器件中，至少抽样2个先后进行可焊性检查和耐焊接热检查，记录试验结果，该项试验按照相关标准进行；

步骤5，步骤4抽样剩下的叠层封装器件中，取不少于50%的叠层封装器件进行逐层去除法检查，检查叠层封装器件的内部基片；

步骤6，对未进行步骤5检查的叠层封装器件进行剖面检查；

步骤7，对叠层封装器进行材料分析，内部焊点应当使用含铅量大于3%的铅锡焊料，否则该叠层封装器件不合格，该要求为航天应用特殊要求，其他应用背景均无此要求；

步骤8，如果通过步骤1-7检查的叠层封装器的合格数量占到总数量的80%，即合格率达到80%，则表明该批产品是合格的，符合航空航天器件的要求。

本发明的有益效果：

（1）本发明针对宇航用叠层封装器件的特点，在原有破坏性物理分析方法基础上，增加了多个检查步骤，全面检验了器件的可靠性、实用性，通过全面多项检测，确保了器件合格可靠，符合航空航天器件的要求；

（2）本发明提出了很多的检测点和检测判据，并且引入了很多宇航用PCB板相关判据和标准作为检查依据，形成了针对宇航应用的DPA方法；