Introducción
Los circuitos integrados son el corazón de los productos electrónicos, pero en el contexto de las fluctuaciones globales en la cadena de suministro de semiconductores, gradualmente están ingresando al mercado chips falsificados de alta-calidad y dispositivos reacondicionados. Esto plantea importantes riesgos de calidad para la fabricación de productos electrónicos de alta-precisión. En la fabricación de PCBA, el uso de circuitos integrados reacondicionados o falsificados de alta-calidad puede provocar cualquier cosa, desde fallas en la depuración del producto hasta fallas prematuras durante la-operación del usuario final-daños graves a la reputación de la marca.
Para mantener estos componentes falsificados fuera dellínea de montaje, las medidas de control de calidad dentro de la industria deben mejorarse continuamente. La decapsulación de chips, como método crucial de análisis físico destructivo, sirve como una defensa física muy eficaz contra chips reacondicionados y falsificados de alta-calidad. A continuación, analizaremos cómo esta tecnología de inspección salvaguarda la calidad de PCBA a nivel microscópico.
Principios básicos y procesos físicos de decapsulación de chips
La decapsulación también se conoce como decapsulación química. Su objetivo principal es quitar el compuesto de moldeo epoxi que cubre la superficie del chip-sin dañar la oblea interna o las uniones de cables-exponiendo así completamente la microestructura interna.
En la práctica, los técnicos de inspección utilizan máquinas de decapsulación automatizadas o ácidos fuertes de alta-pureza. Los agentes más utilizados son el ácido nítrico fumante y el ácido sulfúrico concentrado, con temperaturas que oscilan entre 60 y 90 grados centígrados y concentraciones superiores al 90%. Los ácidos fuertes oxidan y disuelven rápidamente el encapsulante epoxi, mientras que la oblea de silicio interna, la capa dieléctrica de dióxido de silicio y la capa de pasivación exhiben una resistencia extremadamente alta a estos ácidos. Después de una reacción química controlada con precisión, la muestra se limpia utilizando unlimpiador ultrasónicocon etanol anhidro. Luego, los técnicos obtienen una muestra de chip con la oblea expuesta y todos los cables intactos, preparándola físicamente para una inspección microscópica posterior.
Inspección microscópica de la unión de alambres de oro y la morfología del marco.
Una vez completada la decapsulación química, los técnicos examinan la muestra bajo un microscopio metalográfico de gran aumento-, normalmente ajustado a un aumento de entre 100x y 1000x. El primer paso de la inspección microscópica se centra en la unión de los cables y la estructura del marco. Los chips reacondicionados a menudo han pasado por un procesamiento secundario. Bajo el microscopio, si se observan descamaciones, rayones o rastros de unión de cables secundarios en el revestimiento interno del marco, esto sugiere fuertemente que es probable que el dispositivo sea una pieza reciclada. En particular, en los puntos de unión de cables de oro o cobre, las bolas de unión de un chip normal son completas, suaves y circulares, con un estrecho contacto con las almohadillas de la oblea. Por el contrario, los dispositivos reacondicionados a menudo presentan bolas de unión deformadas, almohadillas dañadas o incluso restos de compuestos intermetálicos residuales de soldaduras anteriores. Estas sutiles deformaciones físicas y residuos son claramente visibles con una lupa de 1.000 aumentos.
Análisis comparativo de las características de diseño y serigrafía de oblea
El aspecto más difícil de proteger de los chips falsificados es la falsificación de las marcas serigrafiadas externas; Las máquinas de marcado láser pueden replicar fácilmente los números de modelo y de lote del paquete. Sin embargo, la inspección de-las cápsulas permite la observación directa del "ADN" del chip: el diseño de la oblea. Al colocar la oblea de-descubierta bajo un microscopio electrónico de barrido o un microscopio de gran-aumento, los técnicos pueden ver claramente las líneas del circuito microscópico y las marcas de serigrafía (es decir, la marca del troquel) en la superficie de la oblea. Durante la fabricación, las fábricas de obleas legítimas graban el logotipo de la empresa de diseño, el código de la oblea, el número de versión del diseño y el año de copyright en el borde de la oblea o en áreas específicas. Los anchos de línea de estas marcas microscópicas impresas en pantalla-suelen tener un tamaño sub-micrómetro. Dado que los chips falsificados de alta-calidad a menudo utilizan obleas-de baja calidad para la sustitución funcional, la serigrafía de las obleas, los patrones fotolitográficos y el diseño del circuito inevitablemente diferirán significativamente de los de los chips originales y genuinos. Al realizar una comparación a nivel de píxeles-de la marca del troquel de la muestra de prueba con la base de datos oficial del fabricante original o muestras de referencia estándar, se puede determinar instantáneamente la autenticidad del chip.
-Investigación en profundidad de fallos causados por microfisuras y daños por ESD
La prueba De-caps no solo se utiliza para verificar la autenticidad, sino que también es un método indispensable en el análisis de fallas de PCBA. Durante la fase de depuración de la fabricación de PCBA, si se encuentran defectos funcionales y se sospecha que hay daños en el circuito integrado, se pueden realizar pruebas de -decapas para inspeccionar daños físicos bajo un microscopio. Los chips reacondicionados que han estado en servicio durante mucho tiempo suelen acumular grietas microscópicas en su interior. Estas grietas se distribuyen principalmente a lo largo de los bordes de la oblea o en las esquinas del paquete; bajo fluctuaciones de temperatura y vibraciones físicas, pueden propagarse hacia el núcleo de la oblea, provocando la rotura de las interconexiones metálicas. Además, los puntos de ruptura causados por descargas electrostáticas (ESD) aparecen bajo el microscopio como fusión localizada del silicio o quemado de la capa de pasivación. Este análisis microscópico de patología física ayuda a los ingenieros de procesos a determinar con precisión si una falla se debe al envejecimiento de las materias primas o a una falla en la protección ESD durante el proceso de fabricación.
Mitigar los riesgos de los dispositivos requiere datos científicos y procesos rigurosos. Para garantizar la confiabilidad de cada junta de soldadura y la autenticidad de cada componente, actualizamos continuamente nuestras tecnologías de prueba y hemos creado un sólido sistema de defensa de calidad que va desde la inspección entrante IQC hasta-análisis destructivo en profundidad.
Datos breves sobre NeoDen
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