Introdução
Os CIs são o coração dos produtos eletrônicos, mas, no contexto das flutuações globais na cadeia de fornecimento de semicondutores, chips falsificados de alta-qualidade e dispositivos recondicionados estão gradualmente entrando no mercado. Isso representa riscos significativos de qualidade para a fabricação de produtos eletrônicos de alta-precisão. Na fabricação de PCBA, o uso de ICs recondicionados ou falsificados de{4}}alta qualidade pode resultar em qualquer coisa, desde falha na depuração do produto até falha prematura durante a-operação do usuário final-danificando gravemente a reputação da marca.
Para manter esses componentes falsificados fora dolinha de produção, as medidas de controle de qualidade na indústria devem ser continuamente atualizadas. O desencapsulamento de chips, como um método crucial de análise física destrutiva, serve como uma defesa física altamente eficaz contra chips falsificados e recondicionados de alta-qualidade. A seguir, detalharemos como essa tecnologia de inspeção protege a qualidade do PCBA em nível microscópico.
Princípios Básicos e Processos Físicos de Descapsulação de Chips
A desencapsulação também é conhecida como desencapsulação química. Seu objetivo principal é remover o composto de moldagem epóxi que cobre a superfície do chip-sem danificar o wafer interno ou as ligações dos fios-expondo assim totalmente a microestrutura interna.
Na prática, os técnicos de inspeção usam máquinas automatizadas de descapsulação ou ácidos fortes de alta-pureza. Os agentes mais utilizados são o ácido nítrico fumegante e o ácido sulfúrico concentrado, com temperaturas variando de 60 a 90 graus Celsius e concentrações superiores a 90%. Ácidos fortes oxidam e dissolvem rapidamente o encapsulante epóxi, enquanto o wafer de silício interno, a camada dielétrica de dióxido de silício e a camada de passivação exibem resistência extremamente alta a esses ácidos. Após uma reação química controlada com precisão, a amostra é limpa usando umlimpador ultrassônicocom etanol anidro. Os técnicos então obtêm uma amostra do chip com o wafer exposto e todos os terminais intactos, preparando-o fisicamente para posterior inspeção microscópica.
Inspeção microscópica da ligação do fio de ouro e da morfologia da estrutura
Após a conclusão do desencapsulamento químico, os técnicos examinam a amostra em um microscópio metalográfico de alta{0}ampliação, normalmente ajustado para uma ampliação entre 100x e 1.000x. A primeira etapa da inspeção microscópica concentra-se na ligação dos fios e na estrutura da estrutura. Os chips recondicionados frequentemente passam por processamento secundário. Sob o microscópio, se forem observados descascamentos, arranhões ou vestígios de ligação de fio secundário no revestimento interno da estrutura, isso sugere fortemente que o dispositivo é provavelmente uma peça reciclada. Em particular, nos pontos de ligação dos fios de ouro ou cobre, as esferas de ligação de um chip normal são cheias, lisas e circulares, com contato firme com as almofadas do wafer. Em contraste, os dispositivos recondicionados geralmente exibem esferas de ligação deformadas, almofadas danificadas ou até mesmo detritos residuais de compostos intermetálicos de soldagem anterior. Essas sutis deformações físicas e resíduos são claramente visíveis sob uma lupa de 1.000x.
Análise comparativa de recursos de serigrafia e layout de wafer
O aspecto mais difícil de se proteger dos chips falsificados é a falsificação de marcações externas em serigrafia; as máquinas de marcação a laser podem replicar facilmente os números de modelo e números de lote na embalagem. No entanto, a inspeção de-caps permite a observação direta do "DNA" do chip: o layout do wafer. Ao colocar o wafer desencapsulado sob um microscópio eletrônico de varredura ou um microscópio de alta ampliação, os técnicos podem ver claramente as linhas microscópicas do circuito e as marcações da serigrafia (ou seja, a marca do molde) na superfície do wafer. Durante a fabricação, fábricas legítimas de wafer gravam o logotipo da empresa de design, o código do wafer, o número da versão do layout e o ano do copyright na borda do wafer ou em áreas específicas. As larguras das linhas dessas marcas microscópicas impressas em tela-são normalmente de tamanho sub{10}}micrômetro. Como os chips falsificados de alta-qualidade geralmente usam wafers-de baixo custo para substituição funcional, a impressão da tela do wafer, os padrões fotolitográficos e o layout do circuito inevitavelmente diferirão significativamente daqueles dos chips originais e genuínos. Ao realizar uma comparação em nível de pixel do Die Mark da amostra de teste com o banco de dados oficial do fabricante original ou amostras de referência padrão, a autenticidade do chip pode ser determinada instantaneamente.
-Investigação aprofundada de falhas causadas por microfissuras e danos por ESD
O teste de-decaps não é usado apenas para verificação de autenticidade, mas também é um método indispensável na análise de falhas de PCBA. Durante a fase de depuração da fabricação do PCBA, se forem encontrados defeitos funcionais e houver suspeita de danos ao IC, testes de-decaps podem ser realizados para inspecionar danos físicos sob um microscópio. Os chips recondicionados que estão em serviço há muito tempo geralmente acumulam rachaduras microscópicas internamente. Essas rachaduras são distribuídas principalmente ao longo das bordas do wafer ou nos cantos da embalagem; sob flutuações de temperatura e vibrações físicas, eles podem se propagar para dentro em direção ao núcleo do wafer, causando a quebra das interconexões metálicas. Além disso, os pontos de ruptura causados pela descarga eletrostática (ESD) aparecem ao microscópio como derretimento localizado do silício ou queima da camada de passivação. Esta análise microscópica de patologia física ajuda os engenheiros de processo a determinar com precisão se uma falha é devida ao envelhecimento das matérias-primas ou a uma falha na proteção ESD durante o processo de fabricação.
A mitigação dos riscos dos dispositivos requer dados científicos e processos rigorosos. Para garantir a confiabilidade de cada junta de solda e a autenticidade de cada componente, atualizamos continuamente nossas tecnologias de teste e construímos um sistema robusto de defesa de qualidade que vai desde a inspeção de entrada IQC até a análise destrutiva-profunda.
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