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    功率器件热结构缺陷分析二

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    C-SAN(声学扫描)、X-RAY分析应用(二)

                  —功率器件热结构缺陷分析

            编写:李少平

    塑料封装功率器件热结构缺陷分析应用案例

    上节以介绍了金属封装功率器件热结构缺陷分析的应用。本节以大功率

    VDMOS场效应管为例,介绍C-SAN、X-RAY在塑料封装功率器件中的应用。

    失效过程:样品在整机例行试验中,在高温负荷试验时,发现整机异常,故

    障整机经检查,发现该样品失效。失效样品1只、良品3只。

    C-SAN观察可见,失效样品均存在不同程度的烧结空洞,见图2。图中呈

    现黄色的方形为芯片,黄色的方形范围中的红色部分属于烧结空洞。

    从芯片烧结空洞的总面积上看,失效样品的芯片烧结空洞总面积未超过国军

    标规定的50%,但连续或贯穿空洞面积已经超过国军标规定的10%。显然,失

    效样品芯片烧结不满足国军标的要求。

    链接“width=”310″alt=””/>中国可靠性网

    图2失效样品芯片烧结界面C-SAN观察形貌

    我们对3只同批良品进行C-SAN观察,发现这只良品的芯片烧结也存在

    同样的问题,见图3~图5。显然,该批样品芯片烧结存在批次性的烧结缺陷。

    由于芯片烧结缺陷,样品在工作过程中,芯片在空洞处的VDMOS单元温

    度高,如果样品功率容量的降额不足,则容易在空洞处VDMOS单元过热击穿

    失效,尤其是样品工作在高温环境,最容易发生过热失效的现象。

    失效样品的芯片表面呈现过热击穿的形貌,见图6、图7。证明样品芯片烧

    结不良引起器件过热击穿失效。

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    图31#良品C-SAN观察形貌图42#良品C-SAN观察形貌

    链接“width=”553″alt=””/>

    图52#良品C-SAN观察形貌图6失效样品开封形貌(芯片表面封装
    链接
    塑料大面积过热碳化)

    链接“width=”335″alt=””/>

    图7失效样品芯片表面呈现过热形貌

    案例提示:塑料封装功率器件芯片烧结空洞是常见的失效C-SAN是塑料封装器件芯片烧结缺陷分析的有效手段C-SAN与X-RAY均可对塑料封装器件芯片烧结进行无损分析、检测

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