塑封器件絕緣失效機理探究與改進策略塑封器件因其緊湊、輕便、經(jīng)濟及卓越的電學(xué)特性，在電子元件封裝行業(yè)中占據(jù)著重要地位。但隨著其在更嚴苛環(huán)境下的應(yīng)用需求增加，傳統(tǒng)工業(yè)級塑封材料和技術(shù)的局限性逐漸顯現(xiàn)。

針對絕緣膠異常引起的失效問題進行了深入分析，這類問題通常難以發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為失效不穩(wěn)定、受環(huán)境應(yīng)力影響大、且難以在生產(chǎn)過程中篩選剔除。分析超越了簡單的失效原因識別，深入到原材料和生產(chǎn)工藝層面，以識別更根本的失效原因，為客戶提供改進來料檢驗和生產(chǎn)工藝的參考。在一項針對塑封器件絕緣膠失效的案例研究中詳盡的分析，并提出了改進措施和設(shè)計注意事項。失效現(xiàn)象描述以一款非門塑封器件為例，該器件在經(jīng)過老化、溫度沖擊、高低溫存儲和溫度循環(huán)等測試后表現(xiàn)正常。但在交變濕熱測試后，器件輸入端與地之間出現(xiàn)了漏電現(xiàn)象，導(dǎo)致短路。初次測試顯示短路，但在室溫下放置約48小時后，第二次測試阻抗恢復(fù)正常。經(jīng)過溫度循環(huán)測試后，器件仍然合格，未出現(xiàn)失效。然而，在低溫存儲后的第四次測試中，輸入端與地之間出現(xiàn)漏電，阻值約為40kΩ，遠低于正常值20MΩ，表明器件的兩個引腳間阻抗不穩(wěn)定，間歇性出現(xiàn)低阻抗值。實驗室的專業(yè)團隊能夠深入分析這些現(xiàn)象背后的原因，通過先進的測試手段，幫助客戶識別和解決潛在的絕緣問題。失效原因分析可能的失效原因，包括芯片內(nèi)部異常、芯片污染或變形、鍵合絲異常、塑封應(yīng)力、絕緣膠異常等。經(jīng)過一系列測試和分析，排除了芯片和鍵合絲異常的可能性。進一步分析發(fā)現(xiàn)，即使在消除塑封應(yīng)力后，失效樣品的輸入端與地之間仍存在漏電現(xiàn)象，排除了塑封料應(yīng)力導(dǎo)致失效的可能性。最終，通過去除失效樣品的塑封基板并測試其輸入端與地之間的I-V特性，確定漏電通路位于襯底和基板之間的絕緣膠部位，推斷漏電故障是由芯片與基板之間的絕緣膠異常所致。失效機理詳細分析可以針對每一種可能的失效原因進行深入的分析和排查，確保每個環(huán)節(jié)都得到有效控制。經(jīng)過一系列測試和分析，提供科學(xué)的解決方案。失效樣品的芯片與基板之間采用絕緣膠隔離輸入端與地之間的電位。絕緣膠的厚度和質(zhì)量對器件的絕緣效果至關(guān)重要。剖面分析和對比檢查發(fā)現(xiàn)，失效樣品的絕緣膠空洞比良品電路的更大，潮濕環(huán)境下容易發(fā)生爬電現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣膠的絕緣強度下降，最終導(dǎo)致輸入端和地之間的絕緣膠產(chǎn)生漏電。縱向切面分析顯示，芯片背部背金層存在脫落情況，絕緣膠中摻雜的脫落背金層導(dǎo)電，降低了絕緣膠的絕緣性能。失效樣品失效樣品

失效樣品綜合分析，絕緣膠中的空洞和摻雜物質(zhì)的存在是導(dǎo)致失效樣品輸入端與地之間短路的主要原因。這些問題在濕熱環(huán)境下可能會進一步惡化，加劇器件的失效現(xiàn)象。改進措施建議為避免絕緣膠中產(chǎn)生空洞、芯片背金層脫落混入絕緣膠等引起器件失效的問題，可從器件結(jié)構(gòu)設(shè)計方面采取相應(yīng)措施，以提升器件的可靠性。建議在設(shè)計階段準確定義器件各引腳之間的電位關(guān)系，盡量避免使用絕緣膠隔離不同電位。對于背金層無明確用途的器件，在需要使用絕緣膠粘結(jié)時，建議盡量去除背金層后再使用。此外，建議在使用絕緣膠粘結(jié)器件時，適當增加絕緣膠的厚度，并在絕緣膠中添加絕緣顆粒，以精確控制膠層的厚度均勻性。以上建議旨在優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升器件的可靠性，降低絕緣膠異常導(dǎo)致的失效風險。

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