?2024肖特基二極管失效案例深度剖析-ASIM阿賽姆
2024年阿賽姆EMC實(shí)驗(yàn)室接收156例失效樣品,統(tǒng)計(jì)顯示:過電應(yīng)力失效占38%,熱失效占29%,機(jī)械應(yīng)力失效占19%,設(shè)計(jì)不當(dāng)占14%。
某品牌充電寶SS14短路失效。根因是PCB布局中器件距USB接口15mm,引線電感12nH,熱插拔產(chǎn)生45V振鈴電壓,遠(yuǎn)超40V額定耐壓。供應(yīng)商未做保護(hù)環(huán)設(shè)計(jì),初始漏電流達(dá)5mA。阿賽姆更換SS14A-Q車規(guī)型號(hào)(60V耐壓),增加RC吸收并優(yōu)化布局至3mm,整改后通過1kV浪涌測(cè)試,12個(gè)月量產(chǎn)零失效。
智能手表SS12D充電效率下降。充電電流1.5A超1A額定值,密封結(jié)構(gòu)導(dǎo)致結(jié)溫95℃,漏電流從1μA增至200μA形成熱失控。阿賽姆升級(jí)SS12D-HT高溫型號(hào),125℃下漏電流小于5μA,指導(dǎo)PCB增加0.5mm2鋪銅,結(jié)溫降至75℃,效率恢復(fù)至85%。
工業(yè)傳感器-40℃失效,X射線顯示芯片分層。根因是供應(yīng)商采用Tg=120℃的低成本模封料,低溫收縮產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)電膠粘接熱膨脹系數(shù)不匹配。阿賽姆采用Tg=165℃模封料和金錫共晶焊,剪切強(qiáng)度大于50g,每批次5%超聲波掃描抽檢,1000次溫度循環(huán)失效率低于50ppm。
車載音響SS14A-Q漏電流超標(biāo)致音頻底噪。設(shè)計(jì)僅考慮12V穩(wěn)態(tài),未核算2V紋波疊加,長(zhǎng)期14V反向偏置使漏電流20天從2μA增至50μA。阿賽姆推薦SS16A-Q(60V耐壓)并提供SPICE模型仿真,確保長(zhǎng)期可靠性。
晶圓級(jí)控制:方塊電阻偏差小于2%,Vf一致性±25mV,Cpk=1.85;缺陷密度大于0.1個(gè)/cm2批次拒收,確保初始漏電流小于1μA。
封裝級(jí)控制:25μm金線綁定,離子純度低于10ppm的模封料,通過85℃/85%RH高壓蒸煮1000h測(cè)試。綁定線焊點(diǎn)推拉力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)8g,高于行業(yè)5g。
100%動(dòng)態(tài)測(cè)試:ITC55100系統(tǒng)施加8/20μs脈沖,攔截0.3%邊際產(chǎn)品,客戶產(chǎn)線不良率從200ppm降至15ppm。2024年某共享充電寶企業(yè)切換后,產(chǎn)線通過率從92%提升至99.5%,年節(jié)省返工成本200萬元。
電壓降額:直流應(yīng)用至少1.5倍,交流脈動(dòng)應(yīng)用至少2倍;電流降額:環(huán)境溫度每升高10℃,額定電流降低5%;功率降額:結(jié)溫預(yù)留至少25℃余量。
布局準(zhǔn)則:高頻應(yīng)用引線長(zhǎng)度必須小于5mm;DFN封裝下鋪銅面積不小于10mm2,可降低結(jié)溫15℃;多管并聯(lián)時(shí)Vf偏差需小于50mV,建議采購(gòu)?fù)萎a(chǎn)品。
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