微波功率器件热结构缺陷分析(三)

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C－SAM （声学扫描）、X－RAY 分析应用（三）
           ——微波功率器件热结构缺陷分析

         编写：李少平 李萍

陶瓷封装微波功率器件热结构缺陷分析案例

微波功率器件失效机理复杂，失效分析难度大，主要表现在：
① 微波功率器件属于静电放电敏感器件

微波功率器件工作在微波频率范围，微波通路上每个节点的等效电容量必须

符合器件在微波工作频率下的要求，限制了微波器件端口静电放电保护。微波器

件多数属于静电放电敏感的器件，尤其是MOS 型功微波率器件，是静电放电极

其敏感的器件。

② 驻波可导致器件过电压或过功率击穿失效

器件工作在微波频率，如果微波通路上阻抗匹配出现异常，就可能产生驻波，

导致大电压和大功率，最终引起器件因过电压或过功率而失效。

③ 失效扩大

微波器件属于功率输出器件，一旦由于某种原因引起短路失效，其电源将提

供足够的功率，加上微波功率，使失效部位进一步扩大，因此而掩盖器件初始失
效的特征，导致失效分析难度增大。

④微波器件装配工艺复杂，装配缺陷具有隐蔽性

由于微波器件工作的特点，导致其装配工艺复杂，而且装配工艺的缺陷具有

一定的隐蔽性，如金丝键合缺陷、芯片烧结缺陷等等。

对微波器件的失效分析，一方面从失效表征诊断样品的失效机理，但往往因

为微波器件失效的复杂性而难以确定一个准确的结论，常常需要通过器件缺陷的

直接分析以及缺陷、失效表征与失效机理的对应性，必要时，通过试验验证来诊

断微波功率器件的失效机理。

微波功率器件通常由多个功率芯片并联和阻抗匹配网络组成，属于多芯片组
装，通常采用元器件烧结在陶瓷（一般为氧化铍陶瓷）基板、陶瓷基板烧结在底

（管壳）的结构，结构示意图见图1。