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本帖最后由 HelloEE 于 2019-12-11 15:08 编辑 5 w0 E6 R2 ^% A( u f0 a
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塑料封装微电子器件制造工艺通常分为后模塑与前模塑两种模塑技术,由于后模塑封装技术具有较高的性价比,所以目前大多数塑封器件是采用后模塑封装。 一个典型的塑封器件通常是由芯片、键合引线、引线框架及塑封料组成。其中,金属引线框架是由铜、铜合金或铁镍合金制成,来提供芯片的安装表面(芯片粘接区),同时还提供了从引线指形键合区到外部引线和芯片焊盘的电气扇通路;引线则采用20μm、25μm及30μm等不同线径的 Au丝、Al丝或Cu丝进行键合互联(不同的引线直径对应不同的引线跨度);模塑料由环氧树脂、填充料、加速剂、阻燃剂和固化剂组成,包封引线框与芯片。后模塑封装流程见图1所示,芯片利用焊料或导电胶粘接到芯片粘接区后,采用键合引线将芯片压焊盘和引线框架上的指形键合区相连完成电气连接,然后用热固型(交联)环氧树脂、固化剂等模塑料将引线框架-芯片包封起来,形成最终的封装结构。当模塑成形后留在模塑料的外部引线框架,还需进行引线镀覆切筋,适用于不同的组装需求。 1翻新塑封器件的手段从后模塑封装的工艺流程来看,翻新器件一般不可能重新开模注塑,主要是从后道工序入手。通常是将已被淘汰、使用过或制造过程中的废次品,经工艺处理,掩盖原有特征形貌,并印刻同生产厂家、同型号及同批次的标识,作为新产品重新投入市场。这类塑封器件在翻新处理过程中会引入如机械损伤、内部界面分层、引脚损伤,静电放电损伤及焊锡处理过程中引入腐蚀性化学物质残留等新的损伤,一般而言翻新塑封器件的危害性比假冒塑封器件更大。 早期翻新器件的产业链还处于地下、隐蔽、随机加工等阶段,随着高额利润的驱使,目前在网上随意搜索就可以轻松找到一些翻新的小作坊,宣传广告也是铺天盖地(见图2所示),翻新器件的需求呈常态化趋势。 采用后模塑工艺的典型QFP封装器件来剖析翻新的一些特征形貌。 2翻新塑封器件的外部特征1)标识信息特征 器件a、b、c的标志高度及激光刻蚀深度(同一光照强度)均存在明显的差异。同时,器件a正面标志信息的排版方式与其它两个器件也各不相同(图3所示)。背面信息可知器件a产地为马来西亚,器件b和器件c的产地为韩国。但器件b的产地标识形态较器件c毛刺较多且模糊(图4所示)。 2)表面模塑料特征 分别比对器件a、b、c正面与背面的模塑特征,未见大面积研磨迹象(图5所示)。但发现器件b的背面有明显的使用痕迹(怀疑从板上取下器件时留下),其中一个管脚也呈弯曲状态(图6所示)。 检查三只器件的四边模塑料倒角情况,发现器件a与其他两个器件的脱模工艺完全不同(图7所示)。同时,器件b与器件c的边缘呈研磨痕迹。 另外,还发现三只器件的四边模塑料毛刺飞边都很多(图8所示),说明成型模具设计和工艺水平较差,而且后续也未采取毛刺飞边去除工艺(介质去除毛刺飞边、溶剂去除毛刺)因为在封装成型过程中,模塑料可能从模具合缝处渗出,流到外面的引线框架上,不去除毛刺将会影响后续工艺。 3)引出端形貌特征 检查三只器件的引出端形貌均发现黑色物质,管脚发黄迹象。对管脚进行EDS分析,黑色物质的C、O元素含量很高,说明存在有机物残留(图9所示)。 3翻新塑封器件的内部结构特征(无损)利用X射线检测仪观察器件a、b、c的内部结构形貌是否有异常。由于后模塑是采用注入模塑工艺,黏性的模塑料流动可能会引起键合丝倾斜,所以在比对三只器件的差异同时,键合丝形态的走向也相当重要。 从图10可知,三只器件的键合引线材料可能均为Au丝,键合丝形态未见异常,键合丝根数均一致。但发现器件a的引线框架(芯片粘接区)比其他器件小。 4翻新塑封器件的内部结构特征(破坏性)对三只器件分别进行开封,检查比对器件内部结构的异同,形貌见图11所示。器件的键合材料均为Au丝,芯片LOGO均为“Altera Z1350”,生产年份为2000年,但器件b的键合区域存在脱键(图12所示)。结合器件的模塑封面标志“EPM3032A TC44-10”到Altera官网查询相关信息,发现该系列器件EPM3032A有两种封装形式(48脚PLCC、48脚TOFP),但技术手册在2006年后就再无更新(图13所示)。 考虑到这款器件已经接近20年,停产的可能性较大或是寿命已经到达浴盆曲线的后期。结合内外部特征来看这批器件均属于残次品或由小作坊采购芯片后加工而成,在使用一段时间后又拆机进行翻新当全新器件重新投入到市场,这类器件危害性极大,如在装备整机上使用,后果相当严重。 # O3 c# ?! A. I3 K
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