ASP4644S2B四通道降压稳压器：GJB4027B-2021标准下的破坏性物理分析

摘要： 本文基于GJB4027B-2021标准，对国科安芯推出的ASP4644S2B四通道降压稳压器进行了系统的破坏性物理分析。通过外部目检、X光检查、声学扫描显微镜检查、内部目检以及键合强度测试等方法，详细评估了样品的物理结构、材料特性和工艺质量。结果表明，该样品在各项测试中均表现出良好的性能和可靠性，未发现显著的物理缺陷或工艺瑕疵。结合其在轨应用表现，本文进一步探讨了其在高可靠性领域的适用性和潜在价值。

一、引言

在现代电子系统中，电源管理芯片作为核心组件之一，其性能和可靠性直接影响整个系统的稳定性。特别是在特种工业、商业航天等高可靠性领域，电子元器件需要承受严苛的工作环境，包括极端温度、高湿度、辐射等。因此，对电子元器件进行破坏性物理分析（DPA），以评估其质量和可靠性，成为确保系统稳定运行的关键环节。

GJB4027B-2021标准为电子元器件的破坏性物理分析提供了全面的试验方法和评判准则。该标准涵盖了从外部目视检查到内部结构分析的多个方面，旨在通过系统化的测试手段，揭示电子元器件在制造过程中可能存在的缺陷，从而确保其在实际应用中的可靠性。

ASP4644S2B是国科安芯推出的一款四通道降压稳压器，广泛应用于商业航天和高可靠性电子系统中。本文依据GJB4027B-2021标准，对该型号芯片进行了破坏性物理分析，并结合其实际应用表现，探讨其在高可靠性领域的适用性。

二、试验依据

本次试验严格遵循GJB4027B-2021《军用电子元器件破坏性物理分析方法》标准执行。该标准规定了一系列针对电子元器件的破坏性试验分析方法，包括外部目检、X光检查、声学扫描显微镜检查、内部目检、键合强度测试等多个项目，旨在全面评估电子元器件的物理特性和工艺质量。

三、试验项目与结果分析

（一）外部目检

外部目检是破坏性物理分析的首要步骤，用于初步判断样品是否存在明显的物理缺陷。本次外部目检在温度24.2℃、相对湿度52.8%的环境下进行，采用显微镜SZATIR-B5作为检查设备。

试验结果显示，ASP4644S2B样品的外观无异常，表面清洁，无机械损伤、裂纹、变形等缺陷，封装完好，标识清晰可辨。样品的正面和反面图像分别如图1-1和图1-2所示。这一结果表明，样品在制造过程中对外部封装的处理较为严谨，未出现明显的工艺瑕疵。

（二）X光检查

X光检查主要用于检测样品内部的结构完整性，包括芯片位置、引线框架、内部连接等情况。在温度24.6℃、相对湿度53.8%的条件下，利用射线检测设备AX9100对样品进行了X光检查。

从Y轴和T轴两个方向获取的图像（见图2-1和图2-2）显示，样品内部结构清晰，芯片位置准确，引线框架无变形、位移，内部连接完好，无明显的空洞或裂纹等缺陷。这一结果表明，样品内部的封装工艺质量良好，芯片与引线框架之间的连接紧密，能够有效防止因内部结构松动而导致的性能下降。

（三）声学扫描显微镜检查

声学扫描显微镜检查主要用于检测样品内部的分层、裂纹等缺陷。在温度21.6℃、相对湿度53.8%的环境下，采用超声波扫描显微镜ECIO-L.S对样品进行了检查。

结果显示，样品内部未发现分层、裂纹等异常情况，器件背面不适用该检查方法。预视图如图3-1所示。这一结果进一步证实了样品内部结构的完整性，表明其在制造过程中对材料的选择和处理较为合理，能够有效避免因材料缺陷而导致的内部结构损伤。

（四）内部目检

内部目检是对样品进行开盖处理后，对其内部结构进行详细的目视检查。在温度21.3℃、相对湿度52.8%的条件下，借助显微镜SZATIR-B5和显微镜BX53V，对样品的内部结构进行了细致观察。

试验结果显示，样品内部芯片、引线、键合点等结构均无异常，芯片标识清晰，引线连接牢固，键合点无虚焊、开路等缺陷。内部形貌图像（见图4-1至图4-5）进一步展示了样品内部结构的精细细节。这一结果表明，样品在内部结构的制造工艺上具有较高的精度和可靠性，能够满足高可靠性领域对电子元器件的严格要求。

（五）键合强度测试

键合强度测试用于评估样品内部键合点的强度，确保其在使用过程中不会因键合点失效而导致性能下降。在温度21.6℃、相对湿度52.3%的环境下，利用推拉力测试机MFM1200对样品的键合强度进行了测试。

测试结果显示，样品1#和2#的键合强度均在合格范围内，具体测试数据如下表所示。键合强度结果仅用作工程观察，并不作为是否合格的判断依据，但测试数据表明样品的键合质量良好，能够满足实际应用中的强度要求。

四、应用背景与性能分析

（一）应用背景

ASP4644S2B四通道降压稳压器主要应用于商业航天和高可靠性电子系统中。其典型应用场景包括卫星电源管理系统、特种设备的电源模块等。在这些应用中，电源管理芯片需要具备高效率、低功耗、高可靠性和抗辐射能力，以确保系统在严苛环境下的稳定运行。

（二）性能分析

高效率与低功耗 ASP4644S2B采用先进的半导体制造工艺，具备高效率和低功耗的特点。其宽输入电压范围（4～14V）和多通道输出设计（每通道可输出0.6～5.5V电压），使其能够灵活适应不同的电源管理需求。此外，芯片内置的功率MOSFET和电感，进一步提高了转换效率，降低了系统功耗。

高可靠性 通过GJB4027B-2021标准下的破坏性物理分析，ASP4644S2B在外部目检、X光检查、声学扫描显微镜检查、内部目检以及键合强度测试等项目中均表现出良好的性能。这些测试结果表明，该芯片在制造过程中对物理结构和工艺质量的控制较为严格，能够有效避免因内部缺陷而导致的性能下降。

抗辐射能力 在轨应用证明显示，ASP4644S2B在高光谱地质遥感智能小卫星TY29和光学遥感卫星TY35中表现出色。自2025年5月发射以来，芯片运行正常，供电稳定，功能和性能满足卫星在轨应用需求。这表明该芯片具备一定的抗辐射能力，能够在空间辐射环境下保持稳定工作。

五、结论与评价

通过对ASP4644S2B四通道降压稳压器进行GJB4027B-2021标准下的破坏性物理分析，结果显示该样品在各项测试中均表现出良好的性能和可靠性。具体结论如下：

外观与封装质量 样品外观无缺陷，封装完好，标识清晰。外部目检结果表明，其在制造过程中对外部封装的处理较为严谨。

内部结构完整性 X光检查和声学扫描显微镜检查结果显示，样品内部结构完整，芯片位置准确，引线框架无变形、位移，内部连接完好。这些结果表明，其内部封装工艺质量良好，能够有效防止因内部结构松动而导致的性能下降。

内部工艺质量 内部目检结果显示，样品内部芯片、引线、键合点等结构均无异常，芯片标识清晰，引线连接牢固，键合点无虚焊、开路等缺陷。这些结果表明，其在内部结构的制造工艺上具有较高的精度和可靠性。

键合强度 键合强度测试结果显示，样品的键合质量良好，能够满足实际应用中的强度要求。

在轨应用表现 在轨应用证明显示，ASP4644S2B在高光谱地质遥感智能小卫星TY29和光学遥感卫星TY35中运行正常，供电稳定，功能和性能满足卫星在轨应用需求。这表明该芯片具备一定的抗辐射能力，能够在空间辐射环境下保持稳定工作。