Introduction
Les circuits intégrés sont au cœur des produits électroniques, mais dans le contexte des fluctuations mondiales de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs, des puces contrefaites-de haute qualité et des appareils reconditionnés font progressivement leur entrée sur le marché. Cela pose des risques de qualité importants pour la fabrication de produits électroniques de haute-précision. Dans la fabrication de PCBA, l'utilisation de circuits intégrés contrefaits reconditionnés ou de haute qualité peut entraîner des problèmes allant de l'échec du débogage du produit à une défaillance prématurée lors du fonctionnement de l'utilisateur final -, ce qui nuit gravement à la réputation de la marque.
Pour garder ces composants contrefaits hors de laligne de production, les mesures de contrôle de la qualité au sein de l'industrie doivent être continuellement améliorées. La décapsulation des puces, en tant que méthode cruciale d'analyse physique destructrice, constitue une défense physique très efficace contre les puces contrefaites et reconditionnées de haute qualité. Ci-dessous, nous expliquerons comment cette technologie d'inspection garantit la qualité des PCBA au niveau microscopique.
Principes fondamentaux et processus physiques de décapsulation des puces
La décapsulation est également connue sous le nom de décapsulation chimique. Son objectif principal est d'enlever le composé de moulage époxy recouvrant la surface de la puce-sans endommager la plaquette interne ou les liaisons filaires-, exposant ainsi complètement la microstructure interne.
En pratique, les techniciens d'inspection utilisent des machines de décapsulation automatisées ou des acides forts de haute-pureté. Les agents les plus couramment utilisés sont l'acide nitrique fumant et l'acide sulfurique concentré, avec des températures allant de 60 à 90 degrés Celsius et des concentrations dépassant 90 %. Les acides forts oxydent et dissolvent rapidement l'encapsulant époxy, tandis que la plaquette de silicium interne, la couche diélectrique de dioxyde de silicium et la couche de passivation présentent une résistance extrêmement élevée à ces acides. Suite à une réaction chimique précisément contrôlée, l'échantillon est nettoyé à l'aide d'unnettoyeur à ultrasonsavec de l'éthanol anhydre. Les techniciens obtiennent ensuite un échantillon de puce avec la tranche exposée et tous les câbles intacts, le préparant physiquement pour une inspection microscopique ultérieure.
Inspection microscopique de la liaison des fils d'or et de la morphologie du cadre
Une fois la décapsulation chimique terminée, les techniciens examinent l'échantillon sous un microscope métallographique à fort grossissement-, généralement réglé à un grossissement compris entre 100 x et 1 000 x. La première étape de l’inspection microscopique se concentre sur la liaison filaire et la structure du cadre. Les puces reconditionnées ont souvent subi une transformation secondaire. Au microscope, si un décollement, des rayures ou des traces de liaison par fil secondaire sont observés sur le placage interne du cadre, cela suggère fortement que l'appareil est probablement une pièce recyclée. En particulier, aux points de liaison des fils d'or ou de cuivre, les billes de liaison d'une puce normale sont pleines, lisses et circulaires, avec un contact étroit avec les pastilles de la tranche. En revanche, les appareils remis à neuf présentent souvent des billes de liaison déformées, des plots endommagés ou même des débris de composés intermétalliques résiduels provenant de soudures précédentes. Ces subtiles déformations physiques et résidus sont clairement visibles à la loupe 1 000x.
Analyse comparative des fonctionnalités de sérigraphie et de mise en page des plaquettes
L’aspect le plus difficile à protéger contre les puces contrefaites est la falsification des marquages sérigraphiés externes ; Les machines de marquage laser peuvent facilement reproduire les numéros de modèle et les numéros de lot sur l'emballage. Cependant, l'inspection des décapsulages permet d'observer directement « l'ADN » de la puce : la disposition de la tranche. En plaçant la tranche décapsulée sous un microscope électronique à balayage ou un microscope à fort grossissement -, les techniciens peuvent voir clairement les lignes du circuit microscopique et les marquages sérigraphiés (c'est-à-dire la marque de la puce) sur la surface de la tranche. Pendant la fabrication, les fabricants de plaquettes légitimes gravent le logo de l'entreprise de conception, le code de la plaquette, le numéro de version de la présentation et l'année du droit d'auteur sur le bord de la plaquette ou sur des zones spécifiques. Les largeurs de ligne de ces marques microscopiques sérigraphiées-ont généralement une taille inférieure-micrométrique. Étant donné que les puces contrefaites de haute -qualité utilisent souvent des tranches bas de gamme-pour la substitution fonctionnelle, la sérigraphie de leurs tranches, les motifs photolithographiques et la disposition des circuits différeront inévitablement de manière significative de ceux des puces authentiques et originales. En effectuant une comparaison au niveau des pixels -de la marque Die de l'échantillon de test avec la base de données officielle du fabricant d'origine ou des échantillons de référence standard, l'authenticité de la puce peut être déterminée instantanément.
-Enquête approfondie sur les défaillances causées par des microfissures et des dommages ESD
Les tests de-décapsulages ne sont pas seulement utilisés pour la vérification de l'authenticité, mais constituent également une méthode indispensable dans l'analyse des défaillances PCBA. Pendant la phase de débogage de la fabrication des PCBA, si des défauts fonctionnels sont rencontrés et si des dommages au circuit intégré sont suspectés, des tests de -décapsulages peuvent être effectués pour inspecter les dommages physiques au microscope. Les copeaux remis à neuf qui sont en service depuis longtemps accumulent souvent des fissures microscopiques en interne. Ces fissures sont principalement réparties le long des bords des tranches ou dans les coins du boîtier ; Sous l'effet des fluctuations de température et des vibrations physiques, ils peuvent se propager vers l'intérieur du noyau de la plaquette, provoquant la rupture des interconnexions métalliques. De plus, les points de panne provoqués par les décharges électrostatiques (ESD) apparaissent au microscope sous la forme d'une fusion localisée du silicium ou d'un grillage de la couche de passivation. Cette analyse microscopique de pathologie physique aide les ingénieurs de procédés à déterminer avec précision si une défaillance est due au vieillissement des matières premières ou à un défaut de protection ESD pendant le processus de fabrication.
L’atténuation des risques liés aux appareils nécessite des données scientifiques et des processus rigoureux. Pour garantir la fiabilité de chaque joint de soudure et l'authenticité de chaque composant, nous améliorons continuellement nos technologies de test et avons construit un système de défense qualité robuste allant de l'inspection entrante IQC à l'analyse destructive approfondie.
Faits en bref sur NeoDen
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