車用工程師惡夢！為何晶片通過ATE測試仍遭退貨?

簡單來說，DPA 就像是「身體健康檢查」。有別於一般 FA（故障分析）是在壞掉後才找原因，DPA是在產品判定「電性功能 Pass」的狀態下，隨機抽樣進行一系列的破壞性拆解與檢測。

它的目的只有一個：檢查那些「躲過ATE測試」的潛在性內傷。

例如：打線接合面其實已出現裂痕，但剩下的接觸面在ATE電性測試下導通依然良好，顯示Pass。這種晶片一旦上車，經歷幾次熱脹冷縮就會徹底斷裂。這種「未爆彈」，只有透過DPA把它切開來看，才能無所遁形。

很多IC設計工程師會問：「AEC-Q100我都跑完了，客戶也沒特別說要做 DPA，我有必要多花這筆錢嗎？」

根據 AEC 規範，DPA 絕非選配，而是確保結構品質的必要手段。除了針對分離式元件的 AEC-Q101、光電半導體的 AEC-Q102 及板階可靠度的 AEC-Q007 皆將 DPA 列為必測項目外；針對銅線（Cu Wire）製程的 AEC-Q006，更制定了最嚴格且具體的破壞性分析標準，成為所有採用銅線封裝的車用晶片必須跨越的硬性門檻。

如果你為了降低成本，而將封裝從「金線」轉為「銅線（Cu Wire）」，那麼你已經自動落入AEC-Q006的規範範疇。由於銅線較硬，容易在製程中造成底層鋁墊（Al Pad）破裂（Cratering），因此 AEC-Q006 明確要求必須進行DPA相關項目的驗證。

如果你不想被Tier 1稽核時抓包，以下這些是AEC-Q006 裡提到必須關注的 DPA 重點項目：

1. Wire Bond Shear (焊球推力測試)：透過橫向推力確認銅球與鋁墊的結合品質。檢視金屬間化合物（IMC）的生成狀況，了解打線底層介面是否有剝離或裂痕。對於Cpk (Process Capability Index) 數值分佈有嚴格要求，以證明製程能力穩定。

2. Wire Bond Pull (焊線拉力測試)：透過垂直拉力著重測試打線頸部和第二焊點是否牢固。透過分析拉線後的失效模式（Wire pull failure modes）來了解斷裂發生的位置，與Wire Bond Shear一樣會確認Cpk數值是否於規範內。

3. Crater Test (彈坑測試)： 這是銅線製程的關鍵檢查。移除焊墊金屬層，檢查下方是否有因打線應力造成肉眼看不見的「隱形裂紋（Cratering）」。

4. Cross-Section (切片分析)：使用 SEM（電子顯微鏡）檢查整個樣品的完整性，包含晶片、模封膠（Molding compound）、黏晶膠（Die attach）、導線架（Lead frame）之間的介面狀況，以及打線第一和第二焊點下方有無微裂紋與脫層異常。

5. 內部目檢 (Internal Visual)：檢查封裝體內晶片表面，是否有保護層裂紋或晶片缺角等損傷。

以下是宜特協助 IC Design House 在量產前，透過 DPA 攔截的三大災難現場：

(一)案例一：護層裂紋攔截術—破解ATE的偵測延遲假象

某車用 IC 客戶在進行可靠度測試後，ATE 顯示全數通過。但宜特工程團隊透過 DPA 的 Phase 1 破壞性分析發現，部分樣品的 Passivation（護層）已出現微小裂紋。進一步透過橫截面觀察，確認裂紋已延伸至金屬層邊緣。

這說明了僅有電性測試卻無 DPA 攔截的狀態下，這批貨一旦裝上車，數個月後可能將引發大規模客訴甚至災難性的性命傷害疑慮。

(二)案例二：銅線打線（Cu Wire）界面診斷—直擊 AEC-Q006 最在意的焊點疲勞

為了兼顧成本與效能，許多車用晶片將製程轉向銅線（Cu Wire）封裝，但這也帶來了更嚴苛的可靠度挑戰，尤其是 AEC-Q006 規範中最在意的高溫應力與金屬疲勞。在銅線封裝製程中，焊點與鋁墊間的 IMC覆蓋率是訊號傳遞可靠度的指標。

某客戶希望優化打線參數，雖然初步電性測試無異，但宜特透過 DPA 的分析與測試手法，發現特定參數下的 IMC 生長不均，且推力值雖在規格內但故障模式出現了「Bonding crack」徵兆。這正是典型的「當下 Pass、長期 Fail」假象。

(三)案例三：介面分層深度定位，解決熱膨脹係數不匹配的災難

在車規可靠度測試後，宜特運用 DPA手法，整合非破壞與破壞性分析技術，針對封裝結構進行全面性的「身體檢查」。此分析結果不僅精準定位出導線架與模封膠間的介面分層位置，更進一步溯源發現，分層主因係導線架與模封膠這兩類異質介面間的熱膨脹係數（CTE）不匹配。

這項關鍵發現不僅釐清了Failure原因，更提供客戶具體的改善方向，協助客戶重新篩選膠材，從根本提升了整體結構的熱機穩定性。