印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對失效進行全面的理化分析，確認失效的內(nèi)在機理，從而有針對性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測試分析技術(shù)和分析程序確認電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機理，確認最終的失效原因，提出改進設(shè)計和制造工藝的建議，防止失效的重復出現(xiàn)，提高元器件可靠性。
集成電路復雜度與性能要求的持續(xù)攀升，疊加設(shè)計、制造、封裝及應用環(huán)節(jié)的潛在風險，導致短路、開路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統(tǒng)宕機，更常引發(fā)設(shè)計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責任爭議，帶來重大經(jīng)濟損失與信譽風險。
高分子材料性能要求持續(xù)提升，而客戶對高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異，導致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā)，常引發(fā)供應商與用戶間的責任糾紛及重大經(jīng)濟損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻，對材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而，設(shè)計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當使用等因素，極易引發(fā)疲勞斷裂、應力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
美信檢測以海量失效數(shù)據(jù)庫構(gòu)建技術(shù)優(yōu)勢，全譜系案例、復雜場景方案、頭部企業(yè)合作及體系化知識產(chǎn)權(quán)，各展其能。憑借百萬級失效解析積累，精準洞察本質(zhì)，讓檢測報告為客戶質(zhì)量升級提供有力支撐，實現(xiàn)失效歸零。
實時更新美信檢測最新資訊，包括技術(shù)、展會、活動等動態(tài)。我們以專業(yè)檢測為基石，為客戶定制解決方案，從源頭把控質(zhì)量，助力客戶在市場競爭中脫穎而出，實現(xiàn)商業(yè)成功。
美信檢測一家具有國家認可資質(zhì)的商業(yè)第三方實驗室 我們專注于為客戶提供檢測服務(wù)、技術(shù)咨詢服務(wù)和解決方案服務(wù)，服務(wù)行業(yè)涉及電子制造、汽車電子、半導體、航空航天材料等領(lǐng)域。
美信檢測在深圳、蘇州和北京均建有實驗基地，設(shè)立了多學科檢測和分析實驗室。公司基于材料科學工程和電子可靠性工程打造工業(yè)醫(yī)院服務(wù)模式。
專業(yè)檢測網(wǎng)站，數(shù)據(jù)精準洞察，為投資者筑牢信任基石

工程師必讀：SiC功率模塊失效真相與改進建議

發(fā)布時間： 2025-03-19 00:00
分享至：

SiC半橋模塊作為新一代功率半導體器件，在電力電子產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。它憑借高耐壓、低損耗、高效率等特性，顯著提升了電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能。在新能源汽車、光伏、儲能等領(lǐng)域，SiC半橋模塊的應用有效降低了能耗，提高了系統(tǒng)效率和可靠性。

某SiC半橋模塊在試驗后出現(xiàn)失效，柵極電阻異常降低（10Ω/30Ω，正常為無窮大），DS端短路。現(xiàn)對3pcs NG模塊2個OK模塊進行失效分析，查找其失效原因。

1.外觀&無損檢測

所有模塊外觀未發(fā)現(xiàn)開裂、變形、燒焦異常。絲印型號等信息有被打磨痕跡，引腳有焊錫殘留，有解焊的痕跡。對3pcs NG模塊進行透視檢查，結(jié)果顯示：3pcs NG模塊無損檢測未發(fā)現(xiàn)鍵合絲斷裂、交叉現(xiàn)象，內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)有明顯燒毀現(xiàn)象。

圖片

2.IV曲線

NG模塊由上下兩個MOS（T1和T2）組成，其中下MOS管（T2）明顯電學特征異常。

NG1/NG2：下MOS管G-S極短路，D-S極漏電；

NG 3：下MOS管G-D-S極兩兩短路。

圖片

3.C-SAM檢測

發(fā)現(xiàn)NG3下MOS區(qū)域存在嚴重分層，結(jié)合電學特征，NG3應該出現(xiàn)了嚴重燒毀。其他失效模塊及正常模塊無分層異常，僅OK1模塊C-SAM檢查發(fā)現(xiàn)基板邊緣位置有分層。

圖片


4.開封

NG3發(fā)現(xiàn)下MOS管芯片組中最左側(cè)的芯片嚴重燒毀。從燒毀形貌分析為過流熱致燒毀。NG1和NG2未發(fā)現(xiàn)下MOS芯片組明顯燒毀。

圖片

圖片

5.缺陷定位&顯微分析

對開封后未發(fā)現(xiàn)明顯燒毀的NG1和NG2進行缺陷定位，發(fā)現(xiàn)：

NG1缺陷定位顯示左起第5個MOS芯片上有異常熱點。

NG2缺陷定位顯示左起第3個MOS芯片上有異常熱點，柵極串聯(lián)電路上有干擾熱點。

光學/SEM觀察NG1和NG2的MOS芯片異常熱點位置，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

圖片

6.去層觀察（以NG1為例）

NG1和NG2的MOS芯片異常熱點位置表面未發(fā)現(xiàn)有明顯異常，故需要觀察襯底。NG1與NG2的失效模式相同，均因柵極過電壓導致?lián)舸室訬G1為例進行詳細分析。

圖片顯示NG1在去層后襯底上對應異常熱點的位置有一個電擊穿孔。

圖片

由上述可知NG1的下MOS的GS之間短路是由于柵介質(zhì)層被電擊穿所致。因MOS管的柵極對過電壓敏感，推斷NG1和NG2是由于下MOS柵極有發(fā)生了過電壓。該過電壓可能是ESD，也有可能是異常的浪涌電壓。

7.總結(jié)

NG3下MOS管的一個芯片因過流熱致燒毀而G、D、S兩兩短路失效。

NG1和NG2下MOS因柵極過電壓擊穿而GS短路失效。

8.建議

1）對于過電流熱致燒毀，需要改善散熱；

2）對于柵極過電壓擊穿，建議做好ESD防護和柵極浪涌電壓抑制。


相關(guān)案例
PCBA清洗后失效！同一個位置，同樣的腐蝕，為何偏偏是它？
在電子制造的PCBA加工環(huán)節(jié)中，清洗、涂覆是提升產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵工序，但有時卻會成為失效的 “導火索”。
看似正常的PCBA，為何無法開機？
近期，某智能終端產(chǎn)品在客戶端反饋：多片PCBA出現(xiàn)不開機故障，涉及點膠與未點膠兩種工藝狀態(tài)。失效現(xiàn)象一致：上電后無法正常啟動，嚴重影響產(chǎn)品交付與客戶體驗。
技術(shù)專欄 | BGA焊點空洞：不容忽視的工藝缺陷！
球柵陣列封裝（BGA）是一種集成電路表面黏著技術(shù)，通過底部錫球陣列替代傳統(tǒng)引腳，應用于微處理器、通信芯片及消費電子產(chǎn)品的永久固定。該封裝由芯片、封裝基板和焊球陣列組成，連接方式包括引線鍵合與倒裝焊。相比雙列直插封裝，BGA能容納更多接腳，縮短導線長度以提升高速性能，并具備低電感、高導熱性優(yōu)勢。
潮濕是電子產(chǎn)品的“隱形殺手”？一起PCBA燒毀“病例”
在電子制造領(lǐng)域，產(chǎn)品在倉儲周轉(zhuǎn)后突發(fā)上電失效是常見挑戰(zhàn)，這類失效往往原因隱蔽，常規(guī)檢測難以定位，仿佛存在“隱形殺手”。
HUB芯片莫名失效，元兇竟是靜電？
我們常面臨一個典型困境：芯片外觀完好，卻功能盡失。這背后究竟是芯片自身存在設(shè)計或工藝的先天缺陷，還是在生產(chǎn)、運輸或使用中受到了外部應力的不可逆損傷？
紅磷阻燃劑：電子制造的合規(guī)挑戰(zhàn)與應對指南
在電子制造領(lǐng)域，阻燃材料的選擇一直是在性能、成本與安全環(huán)保之間尋求平衡的重要課題。紅磷作為一種常見的無鹵阻燃劑，因其高效阻燃和成本優(yōu)勢被廣泛應用，卻也因其潛在的化學風險受到日益嚴格的管控。今天，我們就來科學解析紅磷在電子制造中的應用特性、風險來源，以及行業(yè)如何對其進行有效檢測與管控。
在線客服
業(yè)務(wù)咨詢
免費咨詢
報告查詢
回到頂部
聯(lián)系我們
  • *姓名：
  • *聯(lián)系電話：
  • *郵箱：
  • *公司/單位/學校：
  • *所在地區(qū)：
  • *留言信息：