Einführung
ICs sind das Herzstück elektronischer Produkte, doch vor dem Hintergrund globaler Schwankungen in der Halbleiterlieferkette drängen nach und nach qualitativ hochwertige gefälschte Chips und generalüberholte Geräte auf den Markt. Dies birgt erhebliche Qualitätsrisiken für die Herstellung hochpräziser elektronischer Produkte. Bei der PCBA-Herstellung kann die Verwendung generalüberholter oder qualitativ hochwertiger gefälschter ICs zu vielfältigen Folgen führen, von fehlgeschlagener Fehlerbeseitigung des Produkts bis hin zu vorzeitigen Ausfällen während des Endbenutzerbetriebs-und dadurch den Ruf der Marke erheblich schädigen.
Um diese gefälschten Komponenten fernzuhaltenProduktionsliniemüssen die Qualitätskontrollmaßnahmen innerhalb der Branche kontinuierlich verbessert werden. Die Chip-Entkapselung ist eine entscheidende Methode der destruktiven physikalischen Analyse und dient als hochwirksamer physischer Schutz gegen qualitativ hochwertige gefälschte und wiederaufbereitete Chips. Im Folgenden erläutern wir, wie diese Inspektionstechnologie die PCBA-Qualität auf mikroskopischer Ebene sichert.
Grundprinzipien und physikalische Prozesse der Chip-Entkapselung
Die Entkapselung wird auch als chemische Entkapselung bezeichnet. Sein Hauptziel besteht darin, die Epoxidformmasse, die die Oberfläche des Chips bedeckt, zu entfernen, -ohne die internen Wafer- oder Drahtverbindungen zu beschädigen-und dadurch die interne Mikrostruktur vollständig freizulegen.
In der Praxis verwenden Inspektionstechniker automatische Entkapselungsmaschinen oder hochreine starke Säuren. Die am häufigsten verwendeten Mittel sind rauchende Salpetersäure und konzentrierte Schwefelsäure mit Temperaturen zwischen 60 und 90 Grad Celsius und Konzentrationen über 90 %. Starke Säuren oxidieren und lösen das Epoxidharz-Verkapselungsmittel schnell auf, während der innere Siliziumwafer, die dielektrische Siliziumdioxidschicht und die Passivierungsschicht eine extrem hohe Beständigkeit gegenüber diesen Säuren aufweisen. Nach einer genau kontrollierten chemischen Reaktion wird die Probe mit einem gereinigtUltraschallreinigermit wasserfreiem Ethanol. Anschließend nehmen die Techniker eine Chipprobe mit freigelegtem Wafer und intakten Anschlüssen und bereiten sie physisch für die anschließende mikroskopische Untersuchung vor.
Mikroskopische Untersuchung der Golddrahtbindung und Rahmenmorphologie
Nachdem die chemische Entkapselung abgeschlossen ist, untersuchen Techniker die Probe unter einem metallografischen Mikroskop mit hoher -Vergrößerung, das normalerweise auf eine Vergrößerung zwischen 100x und 1.000x eingestellt ist. Der erste Schritt der mikroskopischen Prüfung konzentriert sich auf die Drahtverbindung und die Rahmenstruktur. Aufgearbeitete Chips wurden häufig einer Zweitverarbeitung unterzogen. Wenn unter dem Mikroskop Abblätterungen, Kratzer oder Spuren sekundärer Drahtverbindungen auf der inneren Rahmenbeschichtung zu sehen sind, deutet dies stark darauf hin, dass es sich bei dem Gerät wahrscheinlich um ein recyceltes Teil handelt. Insbesondere an Gold- oder Kupferdraht-Bondpunkten sind die Bondkugeln eines normalen Chips voll, glatt und kreisförmig und haben engen Kontakt zu den Wafer-Pads. Im Gegensatz dazu weisen generalüberholte Geräte häufig verformte Bondkugeln, beschädigte Pads oder sogar Reste intermetallischer Verbindungsreste aus früheren Lötarbeiten auf. Diese subtilen physikalischen Verformungen und Rückstände sind unter einer 1.000-fachen Lupe deutlich sichtbar.
Vergleichende Analyse von Wafer-Siebdruck- und Layout-Merkmalen
Der am schwierigsten zu verhindernde Aspekt gefälschter Chips ist die Fälschung äußerer Siebdruckmarkierungen; Laserbeschriftungsmaschinen können die Modellnummern und Chargennummern problemlos auf der Verpackung reproduzieren. Die De-Caps-Inspektion ermöglicht jedoch eine direkte Beobachtung der „DNA“ des Chips: des Wafer-Layouts. Indem Techniker den entdeckelten Wafer unter ein Rasterelektronenmikroskop oder ein Mikroskop mit hoher -Vergrößerung legen, können sie die mikroskopischen Schaltkreislinien und Siebdruckmarkierungen (d. h. die Chipmarkierung) auf der Oberfläche des Wafers deutlich erkennen. Während der Herstellung ätzen seriöse Wafer-Fabriken das Logo, den Wafer-Code, die Layout-Versionsnummer und das Copyright-Jahr des Designunternehmens in die Kante des Wafers oder bestimmte Bereiche. Die Linienbreite dieser mikroskopisch kleinen Siebdruckmarkierungen beträgt typischerweise weniger als -Mikrometer. Da qualitativ hochwertige gefälschte Chips häufig billige Wafer als funktionalen Ersatz verwenden, unterscheiden sich ihr Wafer-Siebdruck, ihre fotolithografischen Muster und ihr Schaltungslayout zwangsläufig erheblich von denen echter Originalchips. Durch einen Vergleich der Die Mark des Testmusters auf Pixelebene mit der offiziellen Datenbank des Originalherstellers oder Standardreferenzmustern kann die Echtheit des Chips sofort festgestellt werden.
Eingehende-Eingehende Untersuchung von Ausfällen, die durch Mikrorisse und ESD-Schäden verursacht werden
De-Caps-Tests werden nicht nur zur Authentizitätsprüfung eingesetzt, sondern sind auch eine unverzichtbare Methode bei der PCBA-Fehleranalyse. Wenn während der Debugging-Phase der PCBA-Herstellung Funktionsfehler festgestellt werden und ein IC-Schaden vermutet wird, können Entkappeungstests durchgeführt werden, um unter einem Mikroskop auf physische Schäden zu prüfen. Aufgearbeitete Chips, die schon lange im Einsatz sind, weisen im Inneren häufig mikroskopisch kleine Risse auf. Diese Risse sind meist entlang der Waferkanten oder an den Ecken des Gehäuses verteilt; Bei Temperaturschwankungen und physikalischen Vibrationen können sie sich nach innen zum Waferkern ausbreiten und zum Bruch von Metallverbindungen führen. Darüber hinaus erscheinen durch elektrostatische Entladung (ESD) verursachte Durchschlagsstellen unter dem Mikroskop als lokalisiertes Siliziumschmelzen oder Durchbrennen der Passivierungsschicht. Diese mikroskopische physikalische Pathologieanalyse hilft Prozessingenieuren dabei, genau zu bestimmen, ob ein Fehler auf die Alterung der Rohstoffe oder einen Fehler im ESD-Schutz während des Herstellungsprozesses zurückzuführen ist.
Die Minderung von Geräterisiken erfordert wissenschaftliche Daten und strenge Prozesse. Um die Zuverlässigkeit jeder Lötstelle und die Authentizität jeder Komponente sicherzustellen, verbessern wir kontinuierlich unsere Prüftechnologien und haben ein robustes Qualitätssicherungssystem aufgebaut, das von der IQC-Eingangsprüfung bis hin zu einer detaillierten zerstörenden Analyse reicht.
Kurze Fakten über NeoDen
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