整流二极管和桥堆的一些质量和可靠性问题
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整流二极管和桥堆的一些质量和可靠性问题
【 来源：网络收集 】 【 发布时间：2007-03-29 】 【 字体：大 中 小 】
二、产生反向漏电流异常和不稳定的因素
反向漏电流IR是整流二极管反向特性的重要指标，工艺制造过程的异常是造成 反向漏电流异常的主要原因，其主要因素有：
1. 扩散工艺过程重金属沾污 2. 台面腐蚀成型工艺过程控制不良引起的台面表面PN结不完整 3. 台面表面PN结受沾污 4. 台面表面PN结钝化保护不良（包括保护层材料、保护层中气泡）
这些工艺缺陷都会造成产品的反向漏电流过大，它不但引起成品率低，也是影 响产品的使用可靠性的主要因素。这些缺陷的存在，随加电工作时间的增加，这 些缺陷会更加恶化，不完整的台面PN结会在尖端高电场处击穿，钝化保护不良和 受污染的台面PN结会出现大漏电流通道和局部热击穿。既使降低电压档作低电压 产品使用，也不能胜任长期可靠性。
影响二极管质量和可靠性的主要问题是反向漏电流不稳定和电极接触不良引起 的热阻大。
反向漏电流：
1. 扩散工艺过程重金属沾污，对于工艺加工生产来说，不是主要问题。 2. 台面腐蚀成型工艺过程控制不良引起的台面表面PN结不完整。这与台面腐
蚀速率有关，温度和配方是影响台面PN结完整的主要因素，在优选了配方 之后，腐蚀温度是关键，一般来说温度低腐蚀速率低而台面PN结较完整， 温度高腐蚀速率快但台面PN结较低完整。因此，必须选择较低的温度，或 由配方所推荐的温度，都必须严格控制，测温仪器必须严格定时计量。 3. 台面表面PN结受沾污，这与环境洁净度和腐蚀台面后的清洗有关，水的纯 度和清洗时间和方法是关键。 4. 台面表面PN结钝化保护不良（包括保护层材料选择、保护层中气泡）
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版权所有.2006-2007. 广州市永祺科技有限公司 粤ICP备06105619号
生产商在他的销售网络中，应建立一套质量和可靠性反馈系统，收集产品在用 户使用过程所发生的失效模式和失效样品，在失效分析的基础上，才能了解产品 在质量和可靠性存在的不足，这些不足与工艺过程的关系，通过工艺过程的不断 改进，提高产品的质量和可靠性，是产品在用户的信誉不断提高。
使用商有各自的选择元器件及其生产商的标准，由于使用条件和整机复杂度不 同各自有不同的要求。
三、生产商和用户存在一些看法上的误区 一些整流二极管的生产商为了追求高的生产良品率，选用了雪崩击穿电压在
1500～2000V之间的芯片来生产1000V的产品，这样，如果在生产工艺上由于 质量控制不严而造成一些数量的产品有缺陷，反向漏电流不能满足1500V以上产 品的漏电流指标要求，这些有缺陷的产品降低电压档为1000V档的产品。因为在 1000V的条件下，其反向漏电流仍能满足小于5μA的要求。其实这些产品中的缺 陷仍然存在，这就造成用户在使用这些产品时，经常出现质量性差的问题。由此 用户一般都只好选用高电压档的产品，因为高电压档的产品是缺陷少的产品，而 低电压档的产品是用高芯片在工艺过程引进了缺陷的高压不良品。其质量和可靠 性差不是耐压不够，而是缺陷引起的质量和可靠性问题。
正半周整流电流引起的功率消耗，主要在正向PN结上的消耗之外，整流电流 在芯片厚度的体电阻和电极的接触电阻上的消耗是一个不可忽略的附加量。但更 重要的是：芯片厚度的厚薄和电极接触的质量是直接影响热阻大小的因素。
芯片厚度和材料电阻率由击穿电压高低档次所决定，击穿电压越高所需材料的 电阻率越高和芯片厚度也需要越厚，从热量的传递路径来说就是一个较大的热 阻，芯片厚度越厚热阻越大；电极的接触不良即电极与芯片的烧结质量差，这由 工艺质量所引起，主要表现为接触界面存在大的空洞，电极接触不良是一个很大 的热阻，整流电流在芯片PN结内部的功率消耗所产生的热量，必须通过这来年各 个热阻有效地导出外界空间，如果芯片厚度很厚和电极接触不良，其热阻就很 大。功率消耗所产生的热量不能有效地导出外界空间，导致结温过高而损坏。
电极接触：
电极接触好和差是影响产品可靠性，它的主要因素是：
{ 电极表面镀层材料及质量 { 芯片表面镀层材料及质量 { 焊料的选择 { 焊接工艺过程的控制（包括温度、时间、气氛、环境等）
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添加时间：2007-03-29 浏览次数：198
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一般情况下反向漏电流很小，反向漏电流引起的功率消耗可以忽略不计，但 是，当PN结存在工艺缺陷时，反向漏电流引起的功率消耗在结温或环境温度比较 高时，这种功率消耗不但不能忽略，还由于工艺缺陷引起的漏电流是局部集中极 小的缺陷处，因而高反向电压和高密度电流的局部功率消耗所产生的局部温升很 高，从而导致局部击穿。
四、生产商和用户的措施
产品的使用可靠性不仅取决与产品本身的固有可靠性，也与用户的正确选用和 正确使用有关。产品的固有可靠性是由产品的设计和生产工艺所决定，整流二极 管是根据所需的最高允许工作峰值电压、最大整流电流，通过权衡和折中选择材 料的电阻率、芯片面积以及设计工艺制作过程。某一电阻率的材料相应某一击穿 电压档次的二极管。用户过高的选择将导致过高成本的损失。因此，生产方和用 户必须共同采取措施。
目前市场上的整流二极管和桥堆的制造和使用普遍存在一些影响质量和可靠性 的问题，这些问题主要有：制造商用制造高击穿产品的次品作为低电压档的产 品；使用商追求高击穿电压产品作为低电压使用。这两者存在一定的依存关系。
一、基本特性及其使用
最大整流电流和最高反向峰值工作电压是整流二极管的一个重要参数，因为在 实际使用中往往需要二极管供给一个较大的电流。当PN结上加以正弦交变电压 时，在PN结上有一定的功率消耗：在负半周时，反向漏电流会引起功率消耗；在 正半周时整流电流会引起功率消耗，二极管的总功率消耗为两者之和。
这里值得一提的是，高电压产品作低电压电流使用，将可能导致VF过大和热阻 过大而结温升高的可靠性问题。
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二、产生反向漏电流异常和不稳定的因素
反向漏电流IR是整流二极管反向特性的重要指标，工艺制造过程的异常是造成 反向漏电流异常的主要原因，其主要因素有：
1. 扩散工艺过程重金属沾污 2. 台面腐蚀成型工艺过程控制不良引起的台面表面PN结不完整 3. 台面表面PN结受沾污 4. 台面表面PN结钝化保护不良（包括保护层材料、保护层中气泡）
这些工艺缺陷都会造成产品的反向漏电流过大，它不但引起成品率低，也是影 响产品的使用可靠性的主要因素。这些缺陷的存在，随加电工作时间的增加，这 些缺陷会更加恶化，不完整的台面PN结会在尖端高电场处击穿，钝化保护不良和 受污染的台面PN结会出现大漏电流通道和局部热击穿。既使降低电压档作低电压 产品使用，也不能胜任长期可靠性。
影响二极管质量和可靠性的主要问题是反向漏电流不稳定和电极接触不良引起 的热阻大。
反向漏电流：
1. 扩散工艺过程重金属沾污，对于工艺加工生产来说，不是主要问题。 2. 台面腐蚀成型工艺过程控制不良引起的台面表面PN结不完整。这与台面腐
蚀速率有关，温度和配方是影响台面PN结完整的主要因素，在优选了配方 之后，腐蚀温度是关键，一般来说温度低腐蚀速率低而台面PN结较完整， 温度高腐蚀速率快但台面PN结较低完整。因此，必须选择较低的温度，或 由配方所推荐的温度，都必须严格控制，测温仪器必须严格定时计量。 3. 台面表面PN结受沾污，这与环境洁净度和腐蚀台面后的清洗有关，水的纯 度和清洗时间和方法是关键。 4. 台面表面PN结钝化保护不良（包括保护层材料选择、保护层中气泡）
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生产商在他的销售网络中，应建立一套质量和可靠性反馈系统，收集产品在用 户使用过程所发生的失效模式和失效样品，在失效分析的基础上，才能了解产品 在质量和可靠性存在的不足，这些不足与工艺过程的关系，通过工艺过程的不断 改进，提高产品的质量和可靠性，是产品在用户的信誉不断提高。
使用商有各自的选择元器件及其生产商的标准，由于使用条件和整机复杂度不 同各自有不同的要求。
三、生产商和用户存在一些看法上的误区 一些整流二极管的生产商为了追求高的生产良品率，选用了雪崩击穿电压在
1500～2000V之间的芯片来生产1000V的产品，这样，如果在生产工艺上由于 质量控制不严而造成一些数量的产品有缺陷，反向漏电流不能满足1500V以上产 品的漏电流指标要求，这些有缺陷的产品降低电压档为1000V档的产品。因为在 1000V的条件下，其反向漏电流仍能满足小于5μA的要求。其实这些产品中的缺 陷仍然存在，这就造成用户在使用这些产品时，经常出现质量性差的问题。由此 用户一般都只好选用高电压档的产品，因为高电压档的产品是缺陷少的产品，而 低电压档的产品是用高芯片在工艺过程引进了缺陷的高压不良品。其质量和可靠 性差不是耐压不够，而是缺陷引起的质量和可靠性问题。
正半周整流电流引起的功率消耗，主要在正向PN结上的消耗之外，整流电流 在芯片厚度的体电阻和电极的接触电阻上的消耗是一个不可忽略的附加量。但更 重要的是：芯片厚度的厚薄和电极接触的质量是直接影响热阻大小的因素。
芯片厚度和材料电阻率由击穿电压高低档次所决定，击穿电压越高所需材料的 电阻率越高和芯片厚度也需要越厚，从热量的传递路径来说就是一个较大的热 阻，芯片厚度越厚热阻越大；电极的接触不良即电极与芯片的烧结质量差，这由 工艺质量所引起，主要表现为接触界面存在大的空洞，电极接触不良是一个很大 的热阻，整流电流在芯片PN结内部的功率消耗所产生的热量，必须通过这来年各 个热阻有效地导出外界空间，如果芯片厚度很厚和电极接触不良，其热阻就很 大。功率消耗所产生的热量不能有效地导出外界空间，导致结温过高而损坏。
电极接触：
电极接触好和差是影响产品可靠性，它的主要因素是：
{ 电极表面镀层材料及质量 { 芯片表面镀层材料及质量 { 焊料的选择 { 焊接工艺过程的控制（包括温度、时间、气氛、环境等）
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一般情况下反向漏电流很小，反向漏电流引起的功率消耗可以忽略不计，但 是，当PN结存在工艺缺陷时，反向漏电流引起的功率消耗在结温或环境温度比较 高时，这种功率消耗不但不能忽略，还由于工艺缺陷引起的漏电流是局部集中极 小的缺陷处，因而高反向电压和高密度电流的局部功率消耗所产生的局部温升很 高，从而导致局部击穿。
四、生产商和用户的措施
产品的使用可靠性不仅取决与产品本身的固有可靠性，也与用户的正确选用和 正确使用有关。产品的固有可靠性是由产品的设计和生产工艺所决定，整流二极 管是根据所需的最高允许工作峰值电压、最大整流电流，通过权衡和折中选择材 料的电阻率、芯片面积以及设计工艺制作过程。某一电阻率的材料相应某一击穿 电压档次的二极管。用户过高的选择将导致过高成本的损失。因此，生产方和用 户必须共同采取措施。
目前市场上的整流二极管和桥堆的制造和使用普遍存在一些影响质量和可靠性 的问题，这些问题主要有：制造商用制造高击穿产品的次品作为低电压档的产 品；使用商追求高击穿电压产品作为低电压使用。这两者存在一定的依存关系。
一、基本特性及其使用
最大整流电流和最高反向峰值工作电压是整流二极管的一个重要参数，因为在 实际使用中往往需要二极管供给一个较大的电流。当PN结上加以正弦交变电压 时，在PN结上有一定的功率消耗：在负半周时，反向漏电流会引起功率消耗；在 正半周时整流电流会引起功率消耗，二极管的总功率消耗为两者之和。
这里值得一提的是，高电压产品作低电压电流使用，将可能导致VF过大和热阻 过大而结温升高的可靠性问题。
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