造成TVS二極管短路失效的四大原因

TVS二極管一旦發(fā)生短路失效，釋放出的高能量常常會將保護(hù)的電子設(shè)備損壞.這時(shí)TVS二極管生產(chǎn)廠家和使用方都想極力減少或避免的情況。下面臺灣佰鴻一級代理商鑫環(huán)電子通過對TVS二極管篩選和使用短路失效樣品進(jìn)行解剖觀察獲得其失效部位的微觀形貌特征.結(jié)合器件結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、工作原理、篩選或使用時(shí)所受的應(yīng)力等。

一、界面空洞

引發(fā)TVS二極管短路的典型的原因是管芯與內(nèi)引線組件、底座銅片燒結(jié)不良，在燒結(jié)界面出現(xiàn)大面積空洞?？斩疵娣e較大時(shí)電流在燒結(jié)點(diǎn)附近匯聚，管芯散熱困難，造成熱電應(yīng)力集中，產(chǎn)生局部熱電，嚴(yán)重時(shí)引起熱奔，使器件燒毀。

二、表面強(qiáng)積累、強(qiáng)反型層

TVS短路失效也容易發(fā)生在表面，這是由于晶體結(jié)構(gòu)的週期性在表面上中斷，加上半導(dǎo)體表面往往存在許多磨片、拋光、噴砂、切片等引起的晶格缺陷，吸附腐蝕時(shí)殘留的化學(xué)品、氣體或其他污染物會使半導(dǎo)體表面帶電。

三、擴(kuò)散不均勻

TVS二極管的晶片通常是在一定電阻率的P型或N型硅片上先進(jìn)行磷擴(kuò)散后進(jìn)行硼擴(kuò)散形成的。如果擴(kuò)散工藝過程中出現(xiàn)硅片電阻率軸向或徑向不均勻雜質(zhì)濃度不均勻，使硅片各處擊穿電壓不同，從而使器件擊穿時(shí)芯電流分佈不均勻，多次浪涌沖擊后局部燒毀。

四、晶片出現(xiàn)裂痕

晶片裂紋是引起TVS二極管短路失效的一個(gè)重要內(nèi)在品質(zhì)因素。它可能是由磨片、拋光、噴砂、切片等殘留應(yīng)力以及燒結(jié)后殘留變形等因素引起，也可能是由于溫度變化時(shí)保護(hù)膠和電極系統(tǒng)對晶片熱不匹配應(yīng)力而引起。