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行業新聞News
【科普】二極管失效模式和原因
2018.05.28

二極管在客戶終端失效的方式有很多,如通電失效、老化前幾分鐘失效、老化幾小時后失效、在打高壓、雷擊時失效、在客戶終端老化失效等等。但從二極管角度上看,二極管失效的原因有很多,但常見的失效模式就幾種,下面我們細數二極管常見失效模式。

從萬用表(二極管檔)角度上看:讀數就只有三種:

①讀數小于0.20V或無限接近0V,80%左右的失效二極管都是這種短路狀態,如圖一;

②讀數正常(硅二極管一般大于0.5V、肖特基二極管一般大于0.2V),但用在電路板上就功能異常,此失效模式一般占15%左右,如圖二;

③無讀數。


從二極管測試儀(冠魁TVR6000)測試上述三種模式:

①二極管測試儀測試,萬用表讀數小于0.2V或無限接近0V的數據,如圖三:

電性呈導通狀態

②二極管測試儀測試,萬用表讀數正常的二極管的數據,如圖四:

正向壓降正常,所以萬用表讀值正常,實際上其已反向耐壓失效。

③二極管測試儀測試,萬用表無讀數的二極管的數據,如圖五:

電性呈開路狀態,這種現象比較少見,一般是客戶端過錫爐溫度太高、或時間太長,導致二極管內部的焊錫二次融化導致開路。也有少量的是生產二極管過程中,作業人員的誤操作,導致一貫機漏測試流入客戶端。


從剖析的內部狀況看失效模式(以下使用整流二極管的GPP芯片說明):

(1)芯片有貫穿性的電流燒蝕點,測試電性呈SHORT(①),如圖六:

電流燒蝕點一般是,開機浪涌電流或受電網等因素產生的大電流,瞬間的熱量在芯片留下熔坑,打高壓和雷擊失效也是此種模式;

(2)芯片邊緣有電流燒蝕點(紅圈)或塑封料碳化的結合物(藍框),測試電性呈SHORT(①),如圖七:

此現象一般在老化過程中發現,一般有以下二種原因導致:<1>電路異常;<2>芯片有瑕疵,P/N結處漏電流過大。兩種原因都能使材料內部溫度過高,導致材料反向漏電流增大,長時間的高溫,使玻璃環上的塑封料碳化,并在芯片邊緣留下熱熔坑痕跡;

(3)芯片破裂,測試電性呈VB衰降(②),如圖八:

此現象一般在功能測試中發現,一般有以下三種原因導致:<1>過壓導致;<2>芯片耐壓不足;<3>應力釋放,壓裂芯片導致。其中有客戶端的機械應力,還可能有我司在生產過程中,塑封和切腳成型時應力貯存,再經過客戶端焊接或持續通電使應力釋放。

(4)芯片同時有電流燒蝕點和破裂現象,測試電性呈SHORT(①)或VB衰降(②),如圖九、圖十:

同時有電流燒蝕點和破裂的現象比較少見,由于因素也比較多,究竟是先因過流燒毀導致芯片受熱變應力造成破裂?還是因芯片因被過壓或機械應力損傷造成隱裂失效,才導致被過流燒蝕?只能判斷出大概的原因,如圖九,裂紋從燒蝕點擴散,分析可能為瞬間大電流擊穿后,才造成的破裂;又如圖十,應該芯片破裂后,失效時的過流在裂紋旁留下燒蝕點。

(5)剖析至框架,框架已從芯片上脫離,焊錫偏少,芯片表面沒有電流電壓的痕跡,測試電性呈OPEN(③),如圖十一:

主要原因是產品焊接時焊錫較少,在客戶二次焊接時有輕微熔化現象,導致錫膏與框架脫離,致使材料出現開路現象。

二極管失效原因有很多,80%都為過流擊穿,其次為高溫反向漏電擊穿,還有應力導致破裂、焊錫二次融化導致短路等等。我們廣東鉅興科技電子有限公司是二極管專業制造商,會不斷改善品質及研究更可靠的產品,讓客戶安心使用!


by:鉅興電子

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