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。
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。
图31＃良品C－SAN观察形貌图42＃良品C－SAN观察形貌
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
塑料大面积过热碳化）
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
