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1、毁坏性试验能力验证研究能力验证是利用实验室间比对，根据预先制定的准则评价参加者的能力，即利用实验室/机构间结果的比对来断定实验室/机构在制定业务范围内校准、检测或测试的能力。过去很多人以为毁坏性试验不能进行能力验证试验。以电子元器件毁坏性物理分析试验时进行的毁坏性键合强度试验的能力验证方案为例，开展毁坏性试验能力验证方法研究，为往后在实验室间进行毁坏性试验的能力验证活动提供一定的参考。关键词：能力验证；校准；毁坏性试验实验室认可中，能力验证作为评价实验室技术能力的重要手段日益遭到认可机构的重视1。根据样品传递方式的不同，能力验证计划主要分为两类：测量比对计划和实验室间检测计划。能力验证作为实验
2、室重要的外部质量保证手段，其与实验室内部控制相互依存、互为补充，共同构成了实验室完好的质量控制体系。能力验证不仅是实验室质量控制不可或缺的重要组成部分，也是加强实验室认可机构、政府监管机构和客户等相关方对实验室自信心的重要途径。由于能力验证试验依托“大样本试验，正常情况下各实验室结果的稳健统计值应逼近真值。据此，可采用有证参考物质作为能力验证计划共同试验样品，有证参考物质即标准物质/标准样品是具有正准确量值的测量标准，是以物征量值的稳定性、均匀性和正准确性为其主要特征的。根据能力验证试验对有证参考物质检测结果的稳健统计值，用以比拟验证有证参考物质认定值的符合性2。过去很多人错误地以为，毁坏性试
3、验不能使用有证参考物质进行能力验证试验，缺乏统一的比对标准，所以不能开展能力验证活动。本文以电子元器件毁坏性物理分析DPA试验时进行的毁坏性键合强度试验的能力验证为例，开展毁坏性试验能力验证方法研究。2毁坏性键合强度试验能力验证方法进行毁坏性键合强度试验时，每根键合丝只能进行一次引线键合强度测试，所以无法使用同一个样品进行能力验证试验，因而需选用一致性较好的样品提供应不同试验单位。2.1样品选择电子元器件封装形式主要分为塑料封装、陶瓷封装和金属封装，其中塑料封装集成电路的引线键合强度试验需要去包封树脂而容易引入缺陷，因而仅用作工程观察并且仅作为信息记录，不作为一致性或非一致性的统计。为保证提供
4、应各家实验室的检测样品之间的所有差异降至最小，本次能力验证试验样品从陶瓷封装或金属封装中进行选择。同时，由于金属封装的样品单价高，故本次引线键合强度能力验证试验采用陶瓷封装的样品。另外，键合工艺本身的引线键合强度是通过SPC控制在一定范围内的3，故需考虑到键合丝本身的引线键合强度的差异常性带来的偏差，所以采用的样品键合丝数应尽可能多，各实验室引线键合强度数据从nn应尽可能大根键合丝引线键合强度的测量数据进行平均后得到。最终试验选择AD574AKD作为样品，见表1。2.2方案制定本次能力验证试验采用的样品是同一批次的12位ADC，到货后不对其进行任何挑选处理，立即委托各家实验室进行引线键合强度试
5、验；试验结束后对返回的各样品进行内部目检，检查芯片位置的一致性；每一实验室的测试样品数量均为5只。试验方法按GJB548B-2005方法2011.1引线键合强度毁坏性键合拉力试验试验条件D引线拉力双键合点进行。为尽可能降低实验室间的变异包括测量方法间的变动，规定各家实验室根据一样的试验参数和方法进行引线键合强度试验，且引线键合强度/剪切力测试仪需计量检定合格。通过规定引线键合强度试验参数和方法，尽可能降低实验室间的变异包括测量方法间的变动，但仍存在温湿度、试验人员试验习惯和使用的设备等差异。键合丝编号情况见图1，键合强度试验详细参数要求见表2。验证试验共有7家单位参加以AG编号，各单位使用的引
6、线键合强度/剪切力测试仪型号信息见表3。3数据的处理、统计和分析3.1数据处理将返回的样品进行内部目检，芯片位置一致性较好；编号为22#的键合丝键合在陶瓷外壳芯腔底板上各实验室对其测试的键合强度值均大于键合于芯片的键合丝，为保证引线键合强度试验对象的一致性，本次能力验证试验数据不统计该键合强度值；各实验室在进行引线键合强度试验时均未发现脱键合情况，且键合丝脱离形式主要为内颈缩点断裂比例统计见表4；各实验室引线键合强度值的分布直方图见图2，X轴为力值区间，Y轴为引线键合强度试验在该力值区间的测试数量。图2各实验室引线键合强度值的分布直方图由各实验室引线键合强度值的分布直方图能够看出，除B实验室外
7、其余实验室的测试数据均符合正态分布。将各实验室引线键合强度测试数据的平均值进行统计，公式如下：X=ni=1Xin1n：测试数据总数；Xi：详细测试值，i=1,2,3n。各实验室引线键合强度试验数据见表4。3.2数据的统计涉及引用的统计量6见CNAS-GL02：2006（能力验证结果的统计处理和能力评价指南）。1结果数(N)：从一个特定检测中得到的结果总数。2中位值(M)：一组数据的中间值。3高四分位数值(Q3)：假如将能力验证计划的N个结果按由小到大的顺序排列，数据组中有四分之一数据比它大。4低四分位数值(Q1)：假如将能力验证计划的N个结果按由小到大的顺序排列，数据组中有四分之一数据比它小。
8、5四分位间距IQR：低四分位数值和高四分位数值的差值，即IQR=Q3-Q1。6标准化四分位数间距(标准化IQR)：表示数据分散程度的量度，类似于标准偏差，标准化IQR=0.7413IQR，系数0.7413，是从标准正态分布导出。7稳健变异系数(稳健CV)：标准化IQR除以中位值，并用百分比表示。即CV=标准化IQR/中位值(M)100%。8最大值：一组结果中的最高值。9最小值：一组结果中的最低值。10极差：最大值减去最小值。总体统计量见表5。3.3数据分析与评价采用Z比分数来评判各实验室结果，并验证本实验室引线键合强度试验的能力能否准确。Z比分数公式如下：Z=X軍-M标准IQR2评价方法：Z2
9、，为满意结果；2Z3，为有问题结果；Z3，为不满意结果。各实验室Z比分数如下：A实验室ZA=(4.811-4.811)/0.598=0，B实验室ZB=(6.159-4.811)/0.598=2.254，C实验室ZC=5.828-4.811/0.598=1.701，D实验室ZD=5.261-4.811/0.598=0.752，E实验室ZE=4.746-4.811/0.598=0.109，F实验室ZF=4.699-4.811/0.598=0.187，G实验室ZG=4.729-4.811/0.598=0.137。根据表6可知B实验室的引线键合强度试验结果为有问题结果，其余实验室试验结果为满意结果；返回查看各实验室引线键合强度值数据，B实验室的测试数据不符合正态分布，讲明该实验室的试验结果确实存在一定问题。在电子元器件毁坏性物理分析DPA试验时，通过毁坏性键合强度试验的能力验证方案的制定与施行，研究了毁坏性试验项目进行能力验证试验的方法。毁坏性试验项目能力验证的标准值由一轮验证计划所得数据确定，该标准值可用于确定某实验室在本次能力验证计划中检测数据与整体水平的接近程度和重复性。对各实验室的结果采用稳健统计的方法计算其中中位值及标准化四分位距，用Z比分数来评判各实验室结果，能够为往后在实验室间进行毁坏性试验的能力验证活动提供一定的参考。