功率MOSFET的封装失效分析
MOSFET失效原因深度分析，附：失效预防措施
MOSFET失效原因深度分析，附：失效预防措施作为开关电源工程师，会经常碰到电源板上MOSFET无法正常工作，首先，要正确测试判断MOSFET是否失效，然后关键是要找到失效背后的原因，并避免再犯同样的错误，本文整理了常见的MOSFET 失效的几大原因，以及如何避免失效的具体措施。
用万用表简单检测MOS管是否完好测试MOS好坏用指针式万用表方便点，测试时选择欧姆R×10K 档，这时电压可达10.5V，红笔是负电位，黑笔是正电位。
测试步骤：MOS管的检测主要是判断MOS管漏电、短路、断路、放大。
其步骤如下：1、把红笔接到MOS的源极S上，黑笔接到MOS管的漏极上，好的表针指示应该是无穷大。
如果有阻值没被测MOS管有漏电现象。
2、用一只100KΩ－200KΩ的电阻连在栅极和源极上，然后把红笔接到MOS的源极S上，黑笔接到MOS管的漏极上，这时表针指示的值一般是0，这时是下电荷通过这个电阻对MOS管的栅极充电，产生栅极电场，由于电场产生导致导电沟道致使漏极和源极导通，故万用表指针偏转，偏转的角度大，放电性越好。
3、把连接栅极和源极的电阻移开，万用表红黑笔不变，如果移开电阻后表针慢慢逐步退回到高阻或无穷大，则MOS管漏电，不变则完好。
4、然后一根导线把MOS管的栅极和源极连接起来，如果指针立即返回无穷大，则MOS完好。
----------------------------MOSFET失效的六大原因1：雪崩失效（电压失效），也就是我们常说的漏源间的BVdss电压超过MOSFET的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET失效。
2：SOA失效（电流失效），既超出MOSFET安全工作区引起失效，分为Id超出器件规格失效以及Id过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。
3：体二极管失效：在桥式、LLC等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。
4：谐振失效：在并联使用的过程中，栅极及电路寄生参数导致震荡引起的失效。
60V功率U-MOSFET失效分析与再设计的开题报告
60V功率U-MOSFET失效分析与再设计的开题报告一、选题背景和意义随着电子设备的发展，功率型MOSFET已经成为实现功率放大、开关、逆变和电源管理等方面的主要器件。
这些器件在各种应用中发挥着不可替代的作用，如接口电路中的驱动电路、功率电路中的整流和调制、电源管理中的DC/DC电压转换和电池充电和放电等。
因此，MOSFET的失效问题对于电子设备的正常运行和长期稳定具有重要意义。
针对失效问题，通常需要进行可靠性分析，并进行相应的更换和修复。
本次课程设计的选题是60V功率U-MOSFET失效分析与再设计。
该研究意义在于通过实际测试和分析，找出MOSFET失效的原因，设计出替代方案并进行实验验证。
针对60V功率U-MOSFET失效问题，本次课程设计拟进行以下几个方面的研究：1.对60V功率U-MOSFET进行失效模式分析。
2.研究60V功率U-MOSFET失效的原因和机理。
3.设计替代的60V功率U-MOSFET方案。
4.对替代方案进行实验验证，比较其性能和可靠性。
针对以上问题和目标，本次课程设计计划通过彻底的失效模式分析，找出不同原因导致的失效类型，为后续的失效机理分析和修复提供基础。
同时，本次课程设计还会通过仿真验证的方式，对替代方案的性能和可靠性进行评估，以期得到更为准确的结论和建议。
二、研究方法和内容本次课程设计的研究内容主要包括以下几个方面：(1)失效分析：对失效的样品进行视觉和显微观察，通过外观判断出故障点。
同时，通过测试手段进行电学参数检测，发现故障的根源和失效的原因。
(2)失效机理分析：通过对失效样品的分析和电学测试结果，找出故障点附近的失效机理，并对失效机理进行研究和分析。
(3)方案设计：根据失效机理分析结果，设计出替代方案。
(4)实验验证：对设计方案进行模拟仿真，在实验室中进行实验验证，并对实验结果进行分析和比较，评估方案的可靠性和性能。
本次课程设计的具体实验过程包括以下几个步骤：1. 对失效样品进行外观和显微观察，判断出故障点。
MOSFET常见失效的机理讨论
? PN结的动态特性很复杂，在一段时间内可能会失去反 向阻断的功能。
Avalanche multiplication
? 导致反向击穿的一个机制是 avalanche multiplication 。考虑一个 反向偏置的 PN 结。耗尽区随着偏置上升而加宽，但还不够快 到阻止电场的加强。强大的电场加速了一些载流子以非常高的 速度穿过耗尽区。当这些载流子碰撞到晶体中的原子时，他们 撞击松的价电子且产生了额外的载流子。因为一个载流子能通 过撞击来产生额外的成千上外的载流子就好像一个雪球能产生 一场雪崩一样，所以这个过程叫 avalanche multiplication 。
[1] [2]:
? I ∝ e – (Eg- qV) /kT。 因此, 当结温升高时 , 其结电流就会进一步加大 , 从而将造成恶 性循环使结温超过最高限制值而烧毁芯片。因此 , 合理控制装 配过程中的焊料空洞 , 就能提高芯片的散热性能 , 从而使器件的 温升降低, 工作性能更有保障。
机理2－应力裂纹
? 在严峻的动态条件下，du/dt通过相应电 容引起的横向电流有可能足够大。此时 这个寄生的双极性晶体管就会起动，有 可能给MOSFET 带来损坏。
二极管的工作原理
? 稳态下的工作：正向导通，反向截止 但当其反向电压大于反向击穿电压时，二极管就会发 生击穿现象。 二极管的击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿。
MOSFET 雪崩击穿的微观分析
? 在MOSFET内部各层间存在寄生二极管、晶体管（三 极管）器件。
? 导通时正向电压>门槛电压
gate oxide下的体表反型 形成沟道 电子从源极流向 漏极（N－CH） ? 漏极寄生二极管的反向漏电流会在饱和区产生一个小 的电流分量。而在稳态时，寄生二极管、晶体管的影 响不大。
功率半导体封装技术存在的问题
功率半导体封装技术存在的问题功率半导体封装技术是将功率半导体芯片进行封装，以保护芯片并提供电气和热学性能的关键技术。
然而，在功率半导体封装技术中仍存在一些问题和挑战。
以下是一些常见的问题：1.散热问题：功率半导体器件在工作过程中会产生大量的热量，需要有效的散热措施。
然而，目前的封装技术对于高功率密度的器件来说，散热效果不够理想，导致温度过高，降低了器件的可靠性和寿命。
2.温度分布不均：由于功率半导体器件的特性，芯片上的温度分布通常不均匀。
这会导致局部热点的形成，增加了热应力和温度应力，可能引发热疲劳和失效。
3.尺寸限制：功率半导体器件通常需要承受较大的电流和电压，因此其尺寸较大。
然而，现有的封装技术对于大尺寸器件的处理能力有限，难以满足器件的封装需求。
4.电气连接问题：功率半导体器件需要与其他电路和散热系统进行电气连接。
传统的焊接技术在高温和高电流条件下容易产生接触电阻、烧结现象等问题，影响器件的性能和可靠性。
5.包装材料选择：功率半导体封装中使用的材料需要具备良好的热学性能、机械强度和耐高温性能。
然而，现有的材料在满足这些要求的同时，可能存在成本高、制造过程复杂等问题。
6.封装工艺难度：功率半导体器件的封装工艺相对较为复杂，需要进行精密的组装和测试过程。
同时，由于器件尺寸大、热量较高，对于封装工艺的要求也更高，增加了制造成本和技术难度。
7.可靠性验证和测试：功率半导体器件的封装可靠性是一个重要的考量因素。
然而，目前尚缺乏一套完善的可靠性验证和测试标准，使得对封装可靠性的评估和预测相对困难。
针对以上问题，可以采取一些改进措施来提高功率半导体封装技术的性能和可靠性：1.散热设计优化：通过改进散热结构、增加散热材料、优化散热接触等方式，提高功率半导体器件的散热效果，降低温度。
2.尺寸和封装工艺创新：研发新型封装材料和工艺，满足大尺寸器件的封装需求，并提高封装工艺的可控性和稳定性。
3.电气连接改进：引入新型电气连接技术，如焊接、无铅焊、压接等，提高连接的可靠性和电气性能。
功率MOSFET封装热阻的分析及改进
栅氧化层隔离，Ｓ１０２绝缘，栅极漏电流只有１０ｈＡ数量级。栅极电压驱动漏 极电流，开启电压较低．驱动电路简单，驱动功率较小。
（３）安全工作区宽。 ＳＯＡ对器件工作时漏极电压和电流的瞬时值设置了限制，以使其避免二次击
穿的危险，工作安全，可靠性高。 （４）热稳定性高。
ＶＭＯＳ器件由导通电阻决定最小导通电压，特别是低压器件的导通电阻一般
瞳
图１．２
一Ｌｏ瞒ａＳＯｅ Ｎ孑
ＭＯＳＦＥＴ作为降压转换器
２）中档ＭＯＳＦＥＴ用于汽车电路及类似的升压应用。ＭＯＳＦＥＴ晶体管特别适 合下一代４２ Ｖ的汽车电气系统使用。但是这些器件必须适应汽车的使用环境， 这样才能达到市场所期望的功能、效率和可靠性。在使用这些新的器件和封装技 术的情况下，汽车的主要部件，例如阀门控制和转向系统，可以用下一代电动控 制和电动转向系统取而代之，从而节省费用、减轻重量和燃油的消耗，这样汽车
随着消费电子、计算机等领域的快速发展，对于功率器件产品的需求也呈现快速 增长的趋势。而产品的小型化也使得高可靠性、节能、高性能、小尺寸、符合 Ｒｏｌｌｓ指令成为功率器件未来的发展趋势ｌｌ】。
由于全球市场的激烈竞争，各功率半导体器件制造商正投入大量资金发展新
的设计、改进新的工艺、开发新的产品，产品的更新换代几乎到了令人眼花缭乱
都主要以代工厂为主，拥有自主产品的本土企业很少。
ｋｅｙ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ
ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｔｈｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｌｌｉｇｈ ｔｈｅｒｍａｌ
ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ
ｍａｎｙ ａｓｐｅｃｔｓ ｔｏ
mosfet损坏原因
金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种常见的半导体器件，用于电子设备中的开关和放大等功能。
MOSFET可能因多种原因而损坏，以下是一些可能导致MOSFET损坏的常见原因：
1.静电放电（ESD）：静电放电可能会在MOSFET的引脚或外壳上积累电荷，当电荷积累
到一定程度时，可能导致器件击穿和损坏。
2.过电压：过大的电压可能会使MOSFET的绝缘层击穿，导致电流流过并损坏器件。
3.过电流：当过大的电流流过MOSFET时，可能会引起局部过热和损坏。
这可能是由于
过大的负载、短路等原因引起的。
4.过温：高温会导致半导体材料的性能退化，使器件性能下降甚至损坏。
5.封装问题：错误的封装、焊接不良或封装材料的质量问题可能会影响器件的性能和稳
定性，导致损坏。
6.静态电荷积累：长时间运行在某个特定电压下，会在MOSFET内部积累静电电荷，可
能导致器件损坏。
7.温度循环：反复的温度循环可能导致MOSFET内部应力和膨胀不匹配，引起损坏。
8.元件老化：长时间的工作可能会引起材料老化和性能下降，逐渐导致MOSFET失效。
9.原始制造缺陷：制造过程中的缺陷可能会导致初始器件就存在问题，长时间使用后可
能会出现故障。
10.边缘效应：在MOSFET的边缘区域，电场和电流密度可能较高，可能导致损坏。
11.不合适的工作环境：在恶劣的工作环境下，如高辐射、强电磁干扰等，MOSFET可能
会受到损害。
综上所述，MOSFET可能因多种因素导致损坏，使用者应注意合适的工作条件、适当的保护措施，以及正确的安装和操作，以延长器件的使用寿命并减少损坏的风险。
浅谈MOSFET产品失效分析及改善措施
（ Ｈ ｕ ａ ｔ ｉ ａ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｓ ｈ ｕ ｉ ７ ４ １ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｍ ＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ｒ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍ ＯＳ Ｆ Ｅ Ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
－
电 子 工 业 专 用 设 备
Hale Waihona Puke 封 装 工艺 与 设 备
１ Ｍ ｏＳ Ｆ Ｅ Ｔ 电 路 封 装 工 艺 及 注 意 事 项
传 统 集 成 电路 封 装 的主 要 工 艺有 减 薄 、 划 片、 上芯、 压焊 、 塑封 、 电镀 、 打 印、 切筋成 型、 测试 、 包
装 发货 ， 其 封 装 流 程 如 图 １所 示 。
品。 镀 金 或 镀 银 的 晶圆 来料 时 已经 完 成 ， 不 需 要 二 次减薄， 在 封 装 工 艺 上 需 要 注 意 二 个 方 面 的管 控 。
一
是在 上 芯 时要 求 采 用 的粘 片胶 含 银 量 要 比其 它
开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析
开关电源中功率MOSFET损坏模式及分析功率MOSFET是一种常用于开关电源中的半导体器件，它起到了开关功率的关键作用。
然而，在特定的工作条件下，功率MOSFET也会发生损坏。
本文将对功率MOSFET的损坏模式进行分析。
功率MOSFET的损坏模式主要包括过压损坏、超温损坏、过电流损坏和静电损坏等。
首先，过压损坏是功率MOSFET最常见的损坏模式之一、当输入电压超过器件额定电压时，功率MOSFET可能会发生击穿现象，并导致永久损坏。
过压损坏通常是由于输入电压幅值过高或电压突变引起的。
为了避免过压损坏，可以采用电压稳压电路、电压限制器等电路保护措施。
其次，超温损坏也是功率MOSFET常见的损坏模式之一、当功率MOSFET长时间工作在超过其承受温度的条件下时，温度将升高导致器件内部结构变形，从而引起电性能下降或永久损坏。
超温损坏的原因主要包括功率MOSFET自身内部功率损耗过大、散热不良或环境温度过高等。
为了避免超温损坏，应根据功率MOSFET的热特性设计合理的散热系统，并控制输入功率使其在规定范围内。
此外，过电流损坏也是功率MOSFET常见的损坏模式之一、当输出电流超过功率MOSFET额定电流时，将导致器件内部的金属导线断裂或焦糊，进而导致器件永久损坏。
过电流损坏的原因主要包括负载过大、短路故障等。
为了避免过电流损坏，可以采用电流限制保护电路或过载保护电路等。
静电损坏也是功率MOSFET容易发生的损坏模式之一、静电放电会产生高压瞬态电流，这些电流可能会击穿功率MOSFET内部的绝缘层导致器件损坏。
为了避免静电损坏，通常在使用和维护功率MOSFET时需要注意防静电措施，如使用静电手环、电磁屏蔽等。
在实际设计和应用中，一般采取多种保护措施来降低功率MOSFET的损坏风险。
这些措施包括过压保护电路、超温保护电路、过电流保护电路、静电保护电路等。
通过合理选择和使用这些保护措施，可以有效地防止功率MOSFET的损坏并延长其使用寿命。
功率MOSFET产品可靠性问题的分析与改善
功率MOSFET产品可靠性问题的分析与改善张来柱天水华天科技股份有限公司摘要：MOS集成电路中，金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）作为开关器件被封测公司广泛生产并应用到各个领域。
从产品设计到封装成型的过程中伴随着各种可靠性问题[1]。
测试工序是对产品性能最重要的检验和把关，测试数据将会把各种可靠性问题呈现出来。
本文将通过具体案例对功率MOSFET产品的低导通阻抗特性中存在的可靠性问题进行数据分析和监控预警。
关键词：MOSFET；可靠性；数据分析；失效分析；改善措施The reliability analysis and improvement of power MOSFET productsZHANG Lai-zhuTianshui Huatian Technology Co.,Ltd.Abstract:Among MOS integrated circuits,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor（MOSFET）as a switching device is widely produced by packaging and testing companies and applied to various fields.The process from product design to packaging molding is accompanied by various reliability issues.The test process is the most important inspection and check on product performance,and the test data show various reliability problems.Specific cases are used to conduct data analysis and monitoring and early warning of reliability problems in the low on-resis-tance characteristics of power MOSFET products.Keywords:MOSFET;Reliability;Data analysis;Failure analysis;Improvement measures0引言功率MOSFET由于具有良好的电压控制和低导通阻抗的开关特性，在各类电子电路中得到了广泛的应用。
MOSFET的栅极失效分析
MOSFET的栅极失效分析MOSFET是一种常见的场效应晶体管，具有广泛的应用领域，包括模拟和数字电路、功率放大和开关等。
在使用过程中，MOSFET的栅极可能会出现失效，影响器件的性能和可靠性。
因此，对MOSFET的栅极失效进行分析和研究是至关重要的。
栅极失效是指MOSFET中栅极部分出现的问题，导致器件无法正常工作。
常见的栅极失效模式包括门电极-源极接触电阻的增加、栅极-源极介质层电容的降低、栅极金属铝的退化和栅极金属侵蚀等。
首先，门电极-源极接触电阻的增加可能是由于接触材料的退化或污染引起的。
这可能导致器件的导电性能下降，增加电阻，从而影响栅极信号的传输和想要的响应。
这种失效与材料选择、制造过程和环境因素密切相关。
为了减少这种失效的风险，可以选择合适的接触材料、提高加工工艺的稳定性和环境要求。
其次，栅极-源极介质层电容的降低可能是由于介质层的退化、损伤或污染引起的。
栅极-源极介质层的电容决定了MOSFET的开关速度和灵敏度。
如果电容值降低，栅极信号将不能有效地控制通道的导电性能。
降低栅极-源极介质层电容的原因可能包括长时间的工作环境、高温和电场应力等。
为了减少这种失效的风险，可以采用高质量的介质材料、合适的工艺参数和可靠的环境条件。
此外，栅极金属铝的退化和栅极金属侵蚀也是常见的栅极失效模式。
栅极金属退化可能是由于长时间的工作温度、氧化或电场应力引起的，这将导致栅极电阻的增加和栅极信号的损失。
栅极金属侵蚀可能是由于腐蚀性环境或腐蚀性物质的接触引起的，这将导致栅极导电性能的下降和电流的不稳定。
为了减少这种失效的风险，可以选择合适的栅极金属材料和保护层材料、提高器件的热稳定性和耐腐蚀性。
在MOSFET的栅极失效分析中，可以采用各种方法来识别和定位失效的位置。
例如，可以使用电子显微镜和X射线衍射等技术来观察和分析失效的结构和特征。
此外，还可以使用电性测试、热特性测试和退火等方法来评估MOSFET的性能和稳定性。
剖析MOSFET物理结构、工作原理及失效
第一章MOSFET简介MOSFET是英文MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor的缩写，译成中文是“金属氧化物半导体场效应管”。
它是由金属、氧化物(SiO2或SiN)及半导体三种材料制成的器件。
即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）场效应晶体管。
从目前的角度来看MOSFET的命名，事实上会给人得到错误的印象。
因为MOSFET里代表“metal”的第一个字母M在当下大部分同类的元件里是不存在的。
早期MOSFET的栅极（gate electrode）使用金属作为其材料，但随著半导体技术的进步，现代的MOSFET栅极早已用多晶硅取代了金属。
今日半导体元件的材料通常以硅（silicon）为首选，但是也有些半导体公司发展出使用其他半导体材料的制程，当中最著名的例如IBM使用硅与锗（germanium）的混合物所发展的硅锗制程（silicon-germanium process, SiGe process）。
而可惜的是很多拥有良好电性的半导体材料，如砷化镓（gallium arsenide,GaAs），因为无法在表面长出品质够好的氧化层，所以无法用来制造MOSFET元件。
MOS场效应管从沟道类型上看，有N沟道（Channel）和P沟道之分，从工作方式上又分为增强型（Enhancement MOS，或EMOS）和耗尽型（Depletion MOS,或DMOS）两类，于是就有了四种MOSFET：①增强型N沟道MOS（E-NMOSFET）；②耗尽型N沟道MOS（D-NMOSFET）；③增强型P沟道MOS（E-PMOSFET）；④耗尽型P沟道MOS（D-PMOSFET）第二章开关特性和工作原理一：MOSFET电路符号及开关特性MOSFET可建模成一个处于O P E N或C L O S E D状态的简单的开关；它的动作与接通和关闭房间内的电灯开关非常类似，除了它是用逻辑信号控制电子对应物这一点不同外！图1 NMOS 图2 PMOS上图表示的是NMOS和PMOS的电路符号。
功率MOSFET的封装失效分析
功率MOSFET的封装失效分析功率MOSFET是一种常见的功率电子器件，广泛应用于各种电源、驱动器、电机控制等领域。
封装是保护电子器件的一种重要手段，但封装也存在失效的可能性。
本文将针对功率MOSFET封装失效进行分析，内容包括封装失效的常见原因、失效的影响、失效的检测与分析方法等。
首先，功率MOSFET封装失效的常见原因主要包括以下几个方面：1.温度：功率MOSFET长期工作在高温环境下，容易造成封装材料老化，导致封装失效。
此外，温度梯度过大也容易引起封装开裂、脱落等问题。
2.结构设计：封装的结构设计不合理会导致应力集中或热应力不均匀，进而引起封装失效。
例如，焊盘设计不当容易导致焊点断裂；封装的结构刚性不足容易导致封装开裂。
3.焊接质量：封装过程中的焊接质量直接关系到封装的可靠性。
焊接技术上的不当操作，如温度不合适、焊接时间过长等，容易导致焊接质量下降，从而引起封装失效。
4.环境因素：功率MOSFET封装失效也与环境因素有关。
例如，湿度过高容易引起腐蚀；环境中存在刺激性气体或有害气体，也容易损坏封装材料。
1.电性能下降：封装失效会导致功率MOSFET的电性能下降，如导通电阻增加、开关速度减慢等。
这将进一步影响整个电路的性能以及功率MOSFET的工作稳定性。
2.整机故障：功率MOSFET是各种电子设备的重要组成部分，封装失效可能导致整机故障。
例如，功率放大器的功率输出下降、电机驱动器的驱动能力下降等。
3.安全隐患：功率MOSFET封装失效还可能引发电路或设备的安全隐患。
例如，封装失效导致的火花或电弧可能引发短路、过电流等事故。
针对功率MOSFET封装失效的检测与分析通常包括以下几个方法：1.可视检查：通过肉眼观察封装外观是否有损坏、脱落、变形等情况，初步判断封装失效的可能性。
2.成分分析：使用材料测试设备对封装材料进行成分分析，判断是否存在老化、受潮等问题。
3.电学参数测量：通过测量功率MOSFET的导通电阻、开关速度等电学参数，判断电性能是否下降。
开关电源中MOSFET失效案例分析
开关电源中MOSFET失效案例分析开关电源是一种非常常见的电源供电方式，其中MOSFET是该电路中主要的关键元件之一、然而，由于各种原因，MOSFET可能会失效，导致电源无法正常工作。
本文将分析几个MOSFET失效的案例，并探讨其原因和解决方法。
首先，一个常见的MOSFET失效案例是通道过电流故障。
MOSFET的通道是电流从源极到漏极流过的区域，如果电流过大，会导致MOSFET损坏。
这种故障可能由于过载或短路引起。
例如，当电源输出短路时，电流会迅速上升，超出MOSFET的额定值。
此时，MOSFET通道会被过载，并且可能过热，从而导致失效。
解决这个问题的方法是使用过流保护电路或外部限流器。
第二个案例是MOSFET的栅极源极击穿。
MOSFET的栅极和源极之间有一个绝缘的氧化层来隔离两者。
然而，如果栅极与源极之间有过高的电压差，绝缘层可能会被击穿，导致失效。
这种情况可能由于过压或静电放电引起。
例如，当电源输入电压超出MOSFET的耐压范围时，高电压可能会导致击穿。
为了解决这个问题，可以使用过压保护电路或者静电保护电路来保护MOSFET。
第三个案例是热失效。
MOSFET工作时会产生一定的热量，但在设计和应用中必须保持温度在安全范围内。
如果MOSFET过热，可能会导致内部连接线或元件结构受损，从而失效。
过热可能由于过载、环境温度过高或散热不良等原因引起。
为了解决这个问题，可以采用散热效果良好的散热器或风扇来降低MOSFET的温度。
此外，确保电源设计能够适应负载，防止过载也非常重要。
另一个常见的MOSFET失效案例是击穿故障。
击穿是指在MOSFET工作时，耐压不足以阻止电流通过的情况。
这可能由于氧化层质量不好或外部电压过高引起。
解决这个问题的方法是使用耐压更高的MOSFET或者增强氧化层质量。
最后一个案例是压降失效。
MOSFET在导通状态下，源极和漏极之间会有一定的压降。
当压降超过MOSFET的耐受范围时，可能会导致MOSFET无法正常工作。
MOSFET雪崩测试及失效模式分析
MOSFET雪崩测试及失效模式分析摘要：本文介绍了功率MOSFET及雪崩测试的基本概念，并对雪崩测试后产生的失效样品进行了研究分析，从而得出封装过程及晶圆设计缺陷均能引起器件雪崩失效。
关键词： MOSFET 雪崩测试失效分析1. 功率MOSFE简介金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。
依照其“通道”（工作载流子）的极性不同，可分为“N型”与“P型” 的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS、PMOS等。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET。
2. 雪崩测试原理雪崩能量通常在非钳位感性开关UIS条件下测量。
其中，有两个值EAS和EAR，EAS为单脉冲雪崩能量，定义了单次雪崩状态下器件能够消耗的最大能量;EAR为重复脉冲雪崩能量。
雪崩能量依赖于电感值和起始的电流值。
实际封装测试时只测试EAS。
EAS 特性通常用来描述功率MOSFET在非钳制电感电路中能够承受电流大小的能力，或通常用来描述功率MOSFET在雪崩击穿下负载能量的能力。
EAS特性好坏会直接影响到器件的安全工作区及寿命，因此对于功率MOSFET而言，EAS特性被认为是器件安全性的重要指标。
图2 EAS测试原理图及波形3. 失效分析EAS测试是通过施加一单脉冲能量来考核MOSFET产品的承受能力, 用以剔除芯片本身存在的潜在缺陷或装配过程中造成轻微损伤的不良品, 从而使产品在使用前得到有效的筛选, 能够更可靠的工作。
EAS测试的不良品通常表现为栅极漏电流ISGS超标或短路。
MOS管失效原因分析
MOS 管失效原因分析摘要: MOS 管是金属（metal）—氧化物（oxide）—半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体（insulator）—半导体。
MOS 管的source 和drain 是可以对调的，他们都是在P 型backgate 中形成的N 型区。
在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。
这样的器件被认为是对称的。
目前在市场应用方面，排名第一的是...MOS 管是金属（metal）—氧化物（oxide）—半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体（insulator）—半导体。
MOS 管的source 和drain 是可以对调的，他们都是在P 型backgate 中形成的N 型区。
在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。
这样的器件被认为是对称的。
目前在市场应用方面，排名第一的是消费类电子电源适配器产品。
而MOS 管的应用领域排名第二的是计算机主板、NB、计算机类适配器、LCD显示器等产品，随着国情的发展计算机主板、计算机类适配器、LCD 显示器对MOS 管的需求有要超过消费类电子电源适配器的现象了。
第三的就属网络通信、工业控制、汽车电子以及电力设备领域了，这些产品对于MOS 管的需求也是很大的，特别是现在汽车电子对于MOS 管的需求直追消费类电子了。
下面对MOS 失效的原因总结以下六点，然后对1，2 重点进行分析：1：雪崩失效（电压失效），也就是我们常说的漏源间的BVdss 电压超过MOSFET 的额定电压，并且超过达到了一定的能力从而导致MOSFET 失效。
2：SOA 失效（电流失效），既超出MOSFET 安全工作区引起失效，分为Id 超出器件规格失效以及Id 过大，损耗过高器件长时间热积累而导致的失效。
3：体二极管失效：在桥式、LLC 等有用到体二极管进行续流的拓扑结构中，由于体二极管遭受破坏而导致的失效。
开关电源中MOSFET失效案例分析
开关电源中MOSFET失效案例分析开关电源是一种将输入电能转换为所需输出电能的电力转换装置。
其中MOSFET是开关电源中最常用的器件之一、然而，由于各种因素导致，MOSFET在开关电源中有时会出现失效的情况。
本文将通过分析一个MOSFET失效案例来探讨其原因和解决方案。
在一个500W的开关电源中，MOSFET失效的情况是输入电压正常，但输出电压为零。
这是一个很常见的问题，可能的原因有多种，例如过载、过热、短路等。
首先，我们需要检查MOSFET的工作环境和电气性能。
1.检查过载情况：运行过载可能导致MOSFET过热并失效。
通过测量输出电流，可以确定是否存在过载问题。
如果输出电流超过了MOSFET能承受的最大电流，就需要考虑增加散热措施或升级MOSFET。
2.检查温度：高温也是MOSFET失效的一个常见原因。
检查MOSFET的散热器是否正常工作，确保温度在安全范围内。
若温度过高，可以考虑改善散热条件或选用具有更低导通电阻的MOSFET。
3.检查电压：MOSFET工作在高电压环境下时容易出现失效。
检查输入电压是否超过了MOSFET的额定电压。
如果是，应该采取相应的措施，如增加电压稳定器来降低输入电压。
4.检查电流波形：电流波形不正常也可能导致MOSFET失效。
使用示波器观察输入和输出电流的波形，找出异常之处。
例如，波形不稳定、波形扭曲等问题可能表明其他元件故障。
5.检查驱动电路：MOSFET的驱动电路不当也可能导致失效。
检查驱动电路是否设计合理，驱动电流是否足够，输入电压是否达到要求等。
一旦确定了MOSFET失效的原因，就可以采取相应的解决方案。
例如，如果是因为过载导致的失效，可以考虑增加散热措施、降低负载电流、升级MOSFET等。
如果是因为温度过高导致的失效，可以增加散热器、改善散热条件等。
如果是因为电压问题导致的失效，可以增加电压稳定器、更换适合的MOSFET等。
此外，在设计和选择MOSFET时，应该考虑到工作环境、电气性能和可靠性等因素。
MOSFET损坏原因分析及解决方法
MOSFET损坏原因分析及解决方法MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）是一种常见的半导体器件，广泛应用于电子电路中的开关、放大和调节等功能。
然而，由于各种原因，MOSFET有时会损坏。
本文将对MOSFET损坏的原因进行分析，并提供相应的解决方法。
一、内部原因：1.温度过高：MOSFET在工作过程中会产生一定的功耗，在高功耗情况下，未能有效散热，温度会逐渐升高。
当温度超过MOSFET的极限温度时，会导致器件内部元器件损坏。
解决方法是加强散热措施，选择低功耗或高温度耐受能力的MOSFET。
2.电压过高：MOSFET的最大耐压是其能够承受的最大电压。
当输入电压超过这个极限值时，会导致器件结构被击穿，形成渗透电路，从而损坏器件。
解决方法是选择适应于工作电压的MOSFET并在电路中加入过压保护器。
3.静电放电：静电放电是导致MOSFET损坏的常见原因之一、在人体接触MOSFET器件时，可能会积累一定的静电荷，当这些静电荷释放到器件上时，会对其造成损坏。
解决方法是在操作MOSFET时，避免直接接触器件、使用静电防护设备或者是使用排放静电的方法。
二、外部原因：1.动态电流冲击：MOSFET在开关过程中，电流会发生瞬间变化，产生冲击电流。
当冲击电流超过器件的额定值时，会引起内部元件损坏。
解决方法是在电路中添加抑制冲击电流的组件（如电容、电感）。
2.过电流：过大的电流穿过MOSFET时，会导致器件内部结构或金属导线熔断，损坏MOSFET。
解决方法是在电路中加入过电流保护装置（如保险丝、电流感应器）。
3.反向电压：MOSFET是一个单向导通器件，无法承受正反电压。
当反向电压超过它的额定值时，会导致器件失效。
解决方法是通过使用反向二极管或适当的电路设计来保护MOSFET免受反向电压的损害。
综上所述，MOSFET的损坏原因多种多样，主要包括内部原因和外部原因。
MOSFET损坏原因分析及解决方法
MOSFET损坏原因分析及解决方法MOSFET损坏的原因分析及解决方法MOSFET是：（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），（Field Effect Trans istor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Meta l Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSF ET （Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET （Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
MOSFET雪崩测试及失效模式分析
MOSFET雪崩测试及失效模式分析MOSFET雪崩测试及失效模式分析摘要：本文介绍了功率MOSFET及雪崩测试的基本概念，并对雪崩测试后产生的失效样品进行了研究分析，从而得出封装过程及晶圆设计缺陷均能引起器件雪崩失效。
关键词： MOSFET 雪崩测试失效分析1. 功率MOSFE简介金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）。
依照其“通道”（工作载流子）的极性不同，可分为“N型”与“P型” 的两种类型，通常又称为NMOSFET与PMOSFET，其他简称尚包括NMOS、PMOS等。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS 型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET。
2. 雪崩测试原理雪崩能量通常在非钳位感性开关UIS条件下测量。
其中，有两个值EAS和EAR，EAS为单脉冲雪崩能量，定义了单次雪崩状态下器件能够消耗的最大能量;EAR为重复脉冲雪崩能量。
雪崩能量依赖于电感值和起始的电流值。
实际封装测试时只测试EAS。
EAS 特性通常用来描述功率MOSFET在非钳制电感电路中能够承受电流大小的能力，或通常用来描述功率MOSFET在雪崩击穿下负载能量的能力。
EAS特性好坏会直接影响到器件的安全工作区及寿命，因此对于功率MOSFET而言，EAS特性被认为是器件安全性的重要指标。
图2 EAS测试原理图及波形3. 失效分析EAS测试是通过施加一单脉冲能量来考核MOSFET产品的承受能力, 用以剔除芯片本身存在的潜在缺陷或装配过程中造成轻微损伤的不良品, 从而使产品在使用前得到有效的筛选, 能够更可靠的工作。
EAS 测试的不良品通常表现为栅极漏电流ISGS超标或短路。
mosfet失效模式
mosfet失效模式MOSFET失效模式MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常见的功率开关器件，广泛应用于电子设备和电路中。
然而，由于使用环境、工作条件、电路设计等因素，MOSFET可能会出现失效的情况。
本文将探讨MOSFET的失效模式及其原因。
1. 功率失效MOSFET在工作期间会受到电流和电压的作用，如果超过了其额定值，就会导致功率失效。
这可能是由于过电压、过电流或过热等原因引起的。
过电压会导致MOSFET的击穿，破坏其绝缘层，使其失效。
过电流会导致MOSFET内部的电流密度过大，导致器件过热甚至烧毁。
2. 静电失效静电是电子设备中常见的敌人之一。
当静电放电到MOSFET时，会产生高电压冲击，导致MOSFET的栅极-源极或栅极-漏极结构受损，甚至击穿。
因此，在MOSFET的使用和维护过程中，需要注意防止静电的积累和放电。
3. 温度失效MOSFET的工作温度范围一般在-55℃到150℃之间，超出这个范围可能导致器件失效。
高温会导致MOSFET内部结构的热膨胀，可能破坏金属氧化物层或导致材料的迁移，从而影响器件的性能和可靠性。
此外，温度还会影响MOSFET的导通特性和开关速度，超过一定温度范围可能导致MOSFET无法正常工作。
4. 电压失效MOSFET的工作电压一般由其栅极-源极电压和栅极-漏极电压决定。
如果电压超过了MOSFET的额定电压，就会导致电压失效。
过高的电压可能会导致栅极-源极或栅极-漏极结构的击穿，损坏绝缘层，从而导致器件失效。
5. 电磁失效电磁干扰是指来自外部电磁场的干扰信号，可能会对MOSFET的性能和可靠性造成负面影响。
这些干扰信号可能来自电源线、电磁波辐射、电磁感应等。
电磁干扰可能导致MOSFET内部结构的损坏或电流传输的不稳定，进而导致器件失效。
为了避免MOSFET失效，可以采取以下措施：1. 使用符合规范的电源和电路设计，确保MOSFET的工作电压和电流不超过其额定值。
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４ 结束语
本文介绍了地域通信网的概况， 并在此基础 上 分 析 了ＤＤｏＳ攻 击 的 原 理 及 方 法 。 地 域 通 信 网 可为部队提供多手段、多层次、可靠及时、操作 方便和安全的通信联络， 从而充分发挥战场诸兵 种合成作战能力及各种武器效能， 并最终影响战 争的胜负。事实上， 要在高科技条件下的局部军 事斗争中取得制信息权、制电子权的绝对优势， 就应采取相应的网络对抗方法对地域通信系统进 行干扰、破坏， 同时还应保障自身通信的通畅。
第１０卷 第１期 ２００８年１月
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ＆ Ｄｅｖｉｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２００８
功率ＭＯＳＦＥＴ的封装失效分析
唐穗生 （汕头华汕电子器件有限公司， 广东 汕头 ５１５０４１）
摘 要： 在半导体器件的生产工艺过程中， ＭＯＳＦＥＴ器件的芯片结构不同于普通晶体管， 而 且， ＭＯＳＦＥＴ器件对后道装配的要求也较高， 文中从生产实际出发， 对功率ＭＯＳＦＥＴ器件在测 试中出现的不良品进行了分析， 并对其失效机理和影响因素进行了探讨， 最后提出了相应的 改进措施。 关键词： ＭＯＳＦＥＴ； 封装； 失效机理
第１０卷 第１期 ２００８年１月
名企产品推介
Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２００８
个空洞小到某一程度 （如６％或３．５％） 时， △ＶＤＳ都 能保持较低的水平 （如小于２００ ｍＶ）； 而当整体空 洞 或 最 大 单 个 空 洞 太 大 时 ， △ＶＤＳ的 状 况 就 不 稳 定， 因而不能保证其符合某一测试要求。
应选择润湿性较好的软焊料。设备加热区的温控 调整能力应比较强， 稳定性要好， 并应有足够的 气体保护氛围， 避免焊料氧化和表面粘污。
２．２ ＥＡＳ不良
ＥＡＳ测 试 是 通 过 施 加 一 单 脉 冲 能 量 来 考 核 ＭＯＳＦＥＴ产品的承受能力， 用以剔除芯片本身存 在的潜在缺陷或装配过程中造成轻微损伤的不良 品， 从而使产品在使用前得到有效的筛选， 能够 更可靠的工作。
当有恶意攻击者大量模拟这种情况时， 服务 器端将为了维护一个大量半连接的列表而消耗庞 大的ＣＰＵ时间和内存资源， 从而使服务器忙于处 理 攻 击 者 伪 造 的 ＴＣＰ 连 接 请 求 而 没 时 间 响 应 客 户 的正常请求， 最后使堆栈溢出崩溃， 而对正常客 户的ＴＣＰ连接无法响应。
地域通信网系统为了提高自身的安全性， 往 往采用各种加密手段进行加密以防止入侵。但并 不是说它就坚不可摧， 要通过系统自身存在的缺 陷寻找地域通信网中系统控制中心和节点中心的 计 算 机 ， 并 对 其 进 行ＤＤｏＳ攻 击 ， 就 能 使 被 攻 击 主机上有大量等待的ＴＣＰ连接； 从而使网络中充 斥大量的无用数据包， 并使源地址为假； 制造高
常， 在普通显微镜下没有发现可疑点。一般认 为， 这种不良是由于芯片内部单元的轻微缺陷或 静电损伤引起， 使测试中漏电偏高， 而被判为短
综上所述， 功率ＭＯＳＦＥＴ产品在测试中存在 的△ＶＤＳ偏高和ＥＡＳ短路二种失效模式， 一般与装 配过程的空洞偏大、焊线损伤或芯片本身状况有 着密切关系。
路的， 如图３ （ｃ）。
ＥＡＳ测试的不良品通常表现为栅极漏电流ＩＳ－ ＧＳ超标或短路。由于栅氧化层很薄， 因而很容易 受到杂质沾污、晶格缺陷或轻微损伤的影响。从 解剖结果看， 主要包括图３所示的三种现象。
第一种情况是芯片表面存在一明显的烧穿斑 点， 位于源极区内， 焊线装配状况正常， 芯片边 沿没有其它损伤迹象。由此推断， 烧穿斑点来自 芯片源极上的相应小单元， 因结构上存在某一缺 陷而在大电流冲击下被烧坏。如图３ （ａ）。
事实上， 空气的导热性能远不如金属和合金 焊料。当焊料中存在空洞时， 芯片与框架的接触 面积和散热情况将受到影响， 从而导致芯片局部 温度升高， 此后ＰＮ结的结温也同时升高。由于材 料的最高结温是一定的 （如硅材料的最高结温 Ｔｊｍ＝６４００／（１０．４５＋ｌｎρ））， 而ＰＮ结的正向电流与温度 成 正 比 关 系［１］ ［２］：
（ａ） 源极区有烧穿斑点
（ｂ） 源极焊球附近有烧穿斑点
（ｃ） 片内轻微缺陷或静
图３ ＥＡＳ测试不良的三种原因
常。通过其它辅助测试， 这种烧穿斑点与源极焊 检测。
球边缘密切相关。因此怀疑， 烧穿斑点应与焊接 过程对栅极氧化层的损伤有关， 它主要来自线材
３ 结束语
及焊头的毛刺以及固体颗粒粘污等。 第三种情况是芯片表面及焊线装配状况均正
参考资料
装配造成的焊接损伤可通过参数的调整， 工 具的监控等手段来加以保护。而为避免静电因素 引起的损伤， 在生产过程中， 则应从环境到设 备、操作等各个流通环节采取防静电措施并进行
［１］ 刘 思 科 ， 朱 秉 升． 半 导 体 物 理 学 ［Ｍ］． 北 京 ： 国 防 工 业 出版社， １９７９．
［２］ 庄同曾． 集成电路制造 技 术 — —— 原 理 与 实 践 ［Ｍ］． 北 京： 电子工业出版社， １９７８．
（上接第７７页）
若客户端因特殊原因没有完成第三步， 那 么 ， 服 务 器 在 发 出ＳＹＮ＋ＡＣＫ应 答 报 文 后 ， 将 无 法收到客户端的ＡＣＫ报文， 此时服务器端一般会 重 试 （再 次 发 送ＳＹＮ＋ＡＣＫ给 客 户 端）， 并 等 待 一 段时间后丢弃这个未完成的连接。
０ 引言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与传统的双极型晶体管相比， 在实现同样功 能的电子线路时， 使用ＭＯＳＦＥＴ的电路则更加简 单， 外围器件的数量大大减少， 成本降低， 体积 也会大大缩小。另一方面， ＭＯＳＦＥＴ是电压控制 器件， 其输入电阻特别高， 控制电流非常小， 因 而能够大大降低产品功耗， 节约能源。目前， 功 率 ＭＯＳＦＥＴ已 广 泛 应 用 于 电 脑 、 精 密 控 制 、 开 关 电源和各种电力电子产品中。但是， 由于芯片结 构上的差异， 功率ＭＯＳＦＥＴ的后道封装比普通晶 体管具有一定的难度， 而且产品质量容易产生波 动， 生产过程的控制要求也更高。为此， 本文就 ＴＯ－ ２２０封装的功率ＭＯＳＦＥＴ产品在装配测试中出 现的失效模式进行了初步的分析， 探讨了造成产 品失效的主要因素。
△ＶＤＳ － Ｈｉｇｈ ５３９
比例 ５．６３％
ＥＡＳ Ｓｈｏｒｔ ４１７
比例 ４．３５％
收稿日期： ２００７－ １１－ ０２
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２００８．１ ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ
２ 失效分析
２．１ △ＶＤＳ不良
△ＶＤＳ是 一 定 偏 置 条 件 下ＶＤＳ的 变 化 值 ， 是 考 核产品在应用过程中散热能力的重要指标。在测 试上， 主要用来考核产品装配过程中芯片和载芯 片 （框架） 之间的结合情况。而在产品结构上， 通常是采用软焊料作为芯片粘合的介质， 图１所 示是芯片装配结构图。假设不考虑芯片本身与框 架因素的影响， △ＶＤＳ的大小取决于装配后的焊料 层状况， 主要体现在以下三个方面：
８０
２００８．１ ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ
图３ （ｂ） 中的芯片源极区内也 存 在 一 烧 穿 斑 点， 但位于源极焊球附近， 芯片表面其它状况正
ｗｗｗ．ｅｃｄａ．ｃｎ ２００８．１
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第１０卷 第１期 ２００８年１月
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Ｖｏｌ．１０ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２００８
１ 产品失效模式
表 １ 给 出 了 一 种 ７５Ａ产 品 的 测 试 结 果 。 从 表 １ 可以看出， 造成该批产品成品率较低的主要不良 项目为热学参数△ＶＤＳ偏高和ＥＡＳ （ 单脉冲能量雪 崩） 测试短路。
表１ ７５Ａ产品的测试结果
测试 良品 入数 出数
成品 率
９５７９ ８５３３ ８９．０８％
主要不良项目
图１ 芯片装配结构
（１） 芯片与焊料之间的接触； （２） 焊料层的导热状况； （３） 焊料层与框架之间的接触。 从不良品的解剖结果来看， 芯片与焊料、焊 料层与框架之间的润湿、粘合都没有问题， 所 以 ， 可 以 不 考 虑 它 们 对△ＶＤＳ的 影 响 。 而 使 用Ｘ－ ＲＡＹ设备对不良品进行检查发现， 焊料层中存在 有较大空洞。 为确定空洞对△ＶＤＳ的影响， 笔者对不良品和 合格品的空洞与△ＶＤＳ之间的关系进行了比较。其 结果如图２所示。 从图２可以看出， 整体空洞和单个空洞的大 小对△ＶＤＳ都有明显的影响。当整体空洞或最大单
Ｉ ∝ ｅ – （Ｅｇ－ ｑＶ） ／ｋＴ。 因此， 当结温升高时， 其结电流就会进一步 加大， 从而将造成恶性循环使结温超过最高限制 值而烧毁芯片。因此， 合理控制装配过程中的焊 料空洞， 就能提高芯片的散热性能， 从而使器件 的温升降低， 工作性能更有保障。 造成空洞偏大的主要原因是芯片背材质量、 焊料成分、粘接温度、气体保护和焊料粘污等。 此外， 生产上还应保证芯片的储存环境， 避 免背材氧化， 尽量缩短芯片的存放周期。装配上