MOS管封装常见失效案例

案例二：应力集中导致芯片碎裂

芯片碎裂一般有两个主要原因，内因：芯片本身强度不够；外因：应力集中。

由内因造成的芯片碎裂只需剔除不良芯片即可，不再赘述。

硅和其他半导体材料属于高脆性材料，在材料完整无缺时，外加应力在样品上的上的分布是均匀的，它们在碎裂时是由原子间的键发生断裂，因而它们的机械强度就取决于键的强度。在材料表面出现划痕后，外加应力时，出现应力集中现象。特别对于垂直于表面划痕的张应力，应力集中于裂纹的尖端。当其应力超过材料的应力强度因子时，裂纹就会失去稳定而发生扩展。

因而对于脆性材料来说，表面划痕对材料的强度有很大的影响。再一个是，封装体中各种材料的热膨胀系数不匹配，瞬间受热时引起分层，严重时引起芯片裂纹。封装树脂耐湿性差，受热时水分气化体积倍增，亦会使得界面发生剥离，严重时引起裂纹。

芯片碎裂一般有两个主要原因，内因：芯片本身强度不够；外因：应力集中。

由内因造成的芯片碎裂只需剔除不良芯片即可，不再赘述。

硅和其他半导体材料属于高脆性材料，在材料完整无缺时，外加应力在样品上的上的分布是均匀的，它们在碎裂时是由原子间的键发生断裂，因而它们的机械强度就取决于键的强度。在材料表面出现划痕后，外加应力时，出现应力集中现象。特别对于垂直于表面划痕的张应力，应力集中于裂纹的尖端。当其应力超过材料的应力强度因子时，裂纹就会失去稳定而发生扩展。

因而对于脆性材料来说，表面划痕对材料的强度有很大的影响。再一个是，封装体中各种材料的热膨胀系数不匹配，瞬间受热时引起分层，严重时引起芯片裂纹。封装树脂耐湿性差，受热时水分气化体积倍增，亦会使得界面发生剥离，严重时引起裂纹。

案例三：雪崩击穿

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万的载流子就好像一个雪球能产生一场雪崩一样，所以这个过程叫雪崩击穿。

在Mosfet关断的情况下，沟道电流（漏极电流）会起到一个感性负载作用，漏极电压升高以维持漏极电流恒定。在忽略其它原因时，漏极电流越大电压会升高得越快。

如果没有外部钳位电路，漏极电压将持续升高，漏极体二极管雪崩倍增产生载流子，持续导通模式，激活寄生晶体管导通，MOSFET会达到低压大电流状态，进而造成雪崩击穿。 

其它案例

1.焊锡膏开裂

焊锡膏空洞或芯片粘结不良，键合引线下方的焊锡膏开裂。

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。