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半導(dǎo)體器件失效分析：二極管漏電問題探究

二極管作為電子電路中不可或缺的半導(dǎo)體器件，其穩(wěn)定性和可靠性對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。本文將基于廣東省華南檢測技術(shù)有限公司提供的二極管漏電失效分析案例，深入分析二極管漏電失效的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。

一、二極管漏電失效分析引言

在電子設(shè)備的日常使用中，二極管的失效可能導(dǎo)致電流異常，影響設(shè)備的正常工作。本文分析的案例中，某產(chǎn)品在通電測試中出現(xiàn)了二極管故障，表現(xiàn)為通電后電流異常或直接不轉(zhuǎn)。通過對(duì)故障二極管的細(xì)致分析，廣東省華南檢測技術(shù)有限公司旨在找出失效的根本原因，并提出解決方案。

二、二極管漏電失效分析測試流程

1、外觀檢查

外觀檢查是失效分析的第一步。在本案例中，對(duì)不良品二極管（NG）的外觀進(jìn)行了仔細(xì)檢查，但并未發(fā)現(xiàn)明顯的異常。

2、電特性檢測

電特性檢測揭示了問題所在。檢測發(fā)現(xiàn)NG二極管的正向?qū)妷簢?yán)重超出規(guī)格，且部分樣品存在反向漏電問題。

3、X-Ray檢測

X-Ray檢測進(jìn)一步深入到二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)NG二極管缺少內(nèi)部封膠層，芯片與電極引線端子焊點(diǎn)間存在明顯縫隙。

4、化學(xué)開封檢查

化學(xué)開封后，通過光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）檢測，發(fā)現(xiàn)部分二極管焊點(diǎn)斷開，且有樣品出現(xiàn)嚴(yán)重的芯片崩裂。

5、金相切片檢測

金相切片檢測顯示，NG二極管引線端子與芯片表面間存在間隙，且間隙中有正常的膠粉形態(tài)和成分，表明焊點(diǎn)斷開發(fā)生在塑封成型之前。

6、EDS成分分析

通過對(duì)芯片表面與陽極引線端子中間的填充物進(jìn)行能量色散X射線光譜（EDS）成分分析，確認(rèn)填充膠粉的成分與外部填充膠粉一致，進(jìn)一步證實(shí)了焊點(diǎn)斷開是在塑封過程中形成的。

三、二極管漏電失效分析結(jié)論

綜合上述分析，導(dǎo)致二極管開路和漏電的主要原因是在生產(chǎn)過程中漏過了內(nèi)部焊點(diǎn)保護(hù)的封膠工序。外部塑封時(shí)的合模壓力導(dǎo)致芯片內(nèi)部焊點(diǎn)斷開，形成了隱性開路不良。特別是2#不良品的崩DIE，也是由于外部應(yīng)力的破壞造成的。

四、二極管漏電失效分析建議

針對(duì)此次分析結(jié)果，提出以下建議：

加強(qiáng)生產(chǎn)過程控制：確保每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，特別是封膠工序的嚴(yán)格執(zhí)行，避免因工序遺漏導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

提高檢測技術(shù)：采用更先進(jìn)的檢測技術(shù)，如X-Ray和SEM，以便在產(chǎn)品出廠前發(fā)現(xiàn)潛在的內(nèi)部缺陷。

優(yōu)化設(shè)計(jì)：重新評(píng)估二極管的設(shè)計(jì)，特別是焊點(diǎn)的布局和材料選擇，以提高其對(duì)外部應(yīng)力的抵抗能力。

進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：對(duì)于此類壞品模式，進(jìn)行詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以確保產(chǎn)品的可靠性和安全性。

五、二極管漏電失效分析結(jié)語

二極管的失效分析是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及多個(gè)檢測技術(shù)和分析方法。通過對(duì)故障二極管的全面分析，我們不僅能夠找出失效的原因，還能夠提出有效的改進(jìn)措施，從而提高電子產(chǎn)品的整體質(zhì)量和可靠性。華南檢測技術(shù)有限公司憑借其專業(yè)的檢測設(shè)備和豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為電子元器件的失效分析提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

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廣東省華南檢測技術(shù)有限公司專注于工業(yè)CT檢測\失效分析\材料檢測分析的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室，設(shè)立了無損檢測、材料分析、化學(xué)分析、物理分析、切片與金相測試，環(huán)境可靠性測試等眾多實(shí)驗(yàn)室，為您提供—站式材料檢測，失效分析及檢測報(bào)告，如您有工件需要做工業(yè)CT檢測，您可以給出工件大小、材質(zhì)、重量，檢測要求，我們?cè)u(píng)估后會(huì)給到一個(gè)合理的報(bào)價(jià)。