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​2024肖特基二极管失效案例深度剖析-ASIM阿赛姆
阿赛姆电子 | 2025-12-05 09:37:50    阅读:93   发布文章

一、失效模式分布统计

2024年阿赛姆EMC实验室接收156例失效样品,统计显示:过电应力失效占38%,热失效占29%,机械应力失效占19%,设计不当占14%。

二、过电应力失效典型案例

某品牌充电宝SS14短路失效。根因是PCB布局中器件距USB接口15mm,引线电感12nH,热插拔产生45V振铃电压,远超40V额定耐压。供应商未做保护环设计,初始漏电流达5mA。阿赛姆更换SS14A-Q车规型号(60V耐压),增加RC吸收并优化布局至3mm,整改后通过1kV浪涌测试,12个月量产零失效。

三、热失效典型案例

智能手表SS12D充电效率下降。充电电流1.5A超1A额定值,密封结构导致结温95℃,漏电流从1μA增至200μA形成热失控。阿赛姆升级SS12D-HT高温型号,125℃下漏电流小于5μA,指导PCB增加0.5mm²铺铜,结温降至75℃,效率恢复至85%。

四、机械应力失效典型案例

工业传感器-40℃失效,X射线显示芯片分层。根因是供应商采用Tg=120℃的低成本模封料,低温收缩产生应力,导电胶粘接热膨胀系数不匹配。阿赛姆采用Tg=165℃模封料和金锡共晶焊,剪切强度大于50g,每批次5%超声波扫描抽检,1000次温度循环失效率低于50ppm。

五、设计不当典型案例

车载音响SS14A-Q漏电流超标致音频底噪。设计仅考虑12V稳态,未核算2V纹波叠加,长期14V反向偏置使漏电流20天从2μA增至50μA。阿赛姆推荐SS16A-Q(60V耐压)并提供SPICE模型仿真,确保长期可靠性。

六、质量管控体系

晶圆级控制:方块电阻偏差小于2%,Vf一致性±25mV,Cpk=1.85;缺陷密度大于0.1个/cm²批次拒收,确保初始漏电流小于1μA。

封装级控制:25μm金线绑定,离子纯度低于10ppm的模封料,通过85℃/85%RH高压蒸煮1000h测试。绑定线焊点推拉力测试标准8g,高于行业5g。

100%动态测试:ITC55100系统施加8/20μs脉冲,拦截0.3%边际产品,客户产线不良率从200ppm降至15ppm。2024年某共享充电宝企业切换后,产线通过率从92%提升至99.5%,年节省返工成本200万元。

七、预防性设计建议

电压降额:直流应用至少1.5倍,交流脉动应用至少2倍;电流降额:环境温度每升高10℃,额定电流降低5%;功率降额:结温预留至少25℃余量。

布局准则:高频应用引线长度必须小于5mm;DFN封装下铺铜面积不小于10mm²,可降低结温15℃;多管并联时Vf偏差需小于50mV,建议采购同批次产品。

验证流程:3颗样品进行1000次温度循环,参数漂移小于5%;50颗产品进行168h高温反偏(125℃,80%Vr)测试,失效率应为0;量产时每批次抽检2%进行1.5倍Ipp浪涌测试。

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