PS601使用的MOS場效應(yīng)管失效分析報(bào)告電容選型及使用指南

PS601使用的MOS場效應(yīng)管失效分析報(bào)告故障描述1、統(tǒng)計(jì)10年1-6月份的工程返修情況可知：MOS場效應(yīng)管（IXFK27N80）為P*601系列單一故障最高的器件，占故障總數(shù)的25.76%。型號(hào)故障情況故障器件P*601系列故障分布場效應(yīng)管電阻電感整流橋芯片其他總計(jì)故障障占比（%）25.7622.739.096.066.0630.301002、近期，生產(chǎn)返修MOSFET故障數(shù)量16個(gè)。失效模式取生產(chǎn)返修的12個(gè)故障品測試，測試結(jié)果如下：由圖可知，三個(gè)電極短路的失效模式占比83.3%，因此重點(diǎn)對(duì)該失效模式進(jìn)行分析。失效機(jī)理結(jié)合分立器件失效模式及機(jī)理可以將其分為5類失效：整機(jī)設(shè)計(jì)不合理或裝配不合理導(dǎo)致器件燒毀或擊穿失效元器件本身材料選擇不當(dāng)或材料缺陷導(dǎo)致失效后工序中芯片粘結(jié)或燒結(jié)不良導(dǎo)致失效結(jié)構(gòu)或材料應(yīng)力導(dǎo)致裂紋或破損失效電應(yīng)力，如EOS和ESD，導(dǎo)致器件燒毀或擊穿失效因該器件為德國IXYS品牌的成熟產(chǎn)品，使用的產(chǎn)品均為正規(guī)代理處提供，因此排除第2）類原因；結(jié)合器件的失效模式，器件可能的失效機(jī)理為第1）、4）、5)三種情況。失效原因根據(jù)故障模式，對(duì)其中4個(gè)故障樣品進(jìn)行化學(xué)藥水解剖并使用顯微鏡觀察分析，具體如下：1#：開路樣品，經(jīng)檢查為機(jī)械失效，具體為柵極連接處開路，具體如下圖一：鍵合點(diǎn)斷開，造成斷路圖一鍵合點(diǎn)斷開，造成斷路圖一造成斷路的原因包括：機(jī)械應(yīng)力、溫度應(yīng)力。推測可能為折腳工藝時(shí)，用力不當(dāng)造成。2#：短路樣品，解剖后可看到在鍵合點(diǎn)附近根部，引線軟化搭在一起，而其他部位引線完好，因此可排除大電流、大功率造成的可能性，應(yīng)為鍵合處結(jié)溫過高引起。造成結(jié)溫過高原因包括：設(shè)計(jì)選型不當(dāng)或散熱不良。結(jié)合事業(yè)部《PS601質(zhì)量分析與總結(jié)》的報(bào)告，應(yīng)與器件散熱不良有密切關(guān)系。圖二圖二3#樣品：短路樣品，解剖后可看到芯片均已爆裂，且鍵合點(diǎn)根部存在較明顯的燒熔痕跡。具體如下圖三所示:圖三圖三4#樣品：短路樣品，解剖后可看到芯片爆裂，且其中一條線已完全燒毀，另外兩條線也存在較明顯的燒熔痕跡，具體如下圖四所示：此線已燒斷燒毀圖四此線已燒斷燒毀圖四圖三、圖四失效現(xiàn)象基本一致，可確定失效原因?yàn)檫^功率造成的引線燒毀及芯片爆裂。應(yīng)為：瞬時(shí)過電壓造成芯片擊穿后或觸發(fā)寄生可控硅，引發(fā)瞬時(shí)的短路電流造成局部熔融和芯片爆裂。考慮功率MOSFET漏極和源級(jí)間靜電安全電壓僅為100~200V，因此對(duì)生產(chǎn)過程的防靜電要求較高。結(jié)合目前生產(chǎn)各個(gè)過程對(duì)于靜電的防護(hù)水平，極易使器件受到靜電損傷，一旦靜電觸發(fā)器件寄生的可控硅，則極可能引發(fā)低阻大電流通路導(dǎo)致引線燒熔和芯片爆裂的情況。整改建議針對(duì)開路失效器件，以及散熱不良短路器件，均是通過折腳工藝保證，存在較大的人為因素，因此不易控制。若可更換為類似IXFN27N80封裝形式，則以上兩類故障皆可消除。但涉及到設(shè)計(jì)更改，因此更改較大，在設(shè)計(jì)未做更改前，保證彎腳工藝正確的前提下，減小人為機(jī)械應(yīng)力及確?？煽可帷ａ槍?duì)芯片爆裂的短路器件，主要通過防靜電措施控制，因其靜電敏感度