XC61CN2502MR型SOT-23封裝的三端穩(wěn)壓器在現(xiàn)場應(yīng)用中失效，失效表現(xiàn)為電壓輸出不穩(wěn)定，在負(fù)載較大時輸出電壓往上漂移。樣品在使用時未加散熱片。
1）外觀觀察
對失效樣品進(jìn)行外觀觀察，樣品的外觀沒有發(fā)現(xiàn)異常。
2）X射線透視分析
使用X射線透視系統(tǒng)觀察失效樣品F1，芯片底部焊料存在較大空洞。如圖4-21、圖4-22。
3）C-SAM檢查
對失效樣品F1進(jìn)行聲學(xué)掃描檢查，失效樣品的基板正面與塑料之間分層，引線框架上表面與塑料之間分層。圖中紅色區(qū)域?yàn)榉謱樱鐖D4-23、圖4-24。
4）I-V測試和功能測試
對失效樣品和好品進(jìn)行I-V特性測試，未發(fā)現(xiàn)失效品管腳間I-V特性曲線與好品有明顯差異。
對失效樣品F1和好品G1分別進(jìn)行功能測試，加不同電流負(fù)載，觀察輸出電壓情況。由功能測試結(jié)果，存在電流負(fù)載情況下，F(xiàn)1樣品輸出電壓發(fā)生參數(shù)漂移，如表4-5。
表4-5 不同電流負(fù)載下功能測試結(jié)果
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負(fù)載Io (輸出電流)（mA） |
輸入電壓Vi（V） |
輸入電流Ii（mA） |
輸出電壓Vo（V） |
| F1 |
空載 |
8 |
4 |
5.13 |
| 450 |
455 |
6.65 |
| 100 |
103 |
6.13 |
| 50 |
51 |
5.97 |
| 10 |
11 |
5.91 |
在不加電的情況下對F1。將樣品在100 ℃高溫箱中儲存20 h。取出后再次加電進(jìn)行功能測試，得到結(jié)果如表4-6所示?？紤]到測試誤差，可以認(rèn)為F1的輸出電壓參數(shù)在高溫儲存前后沒有明顯的變化?？梢曰九懦酒砻骐x子漏電等失效機(jī)理的可能。
表4-6 高溫實(shí)驗(yàn)后不同電流負(fù)載下功能測試結(jié)果
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負(fù)載Io(輸出電流)
（mA） |
輸入電壓Vi（V） |
輸入電流Ii（mA） |
輸出電壓Vo（V） |
| F1 |
空載 |
8 |
4 |
5.15 |
| 450 |
452 |
6.59 |
| 100 |
104 |
6.05 |
| 50 |
51 |
5.92 |
| 10 |
11 |
5.80 |
5）開封內(nèi)部分析
經(jīng)化學(xué)方法開封后，芯片表面觀察到所有鍵合區(qū)都被腐蝕，其中輸入端鍵合區(qū)及其引出的金屬化出現(xiàn)最明顯的大面積腐蝕。另外在芯片很多位置都可以發(fā)現(xiàn)鈍化層破損，以及原本應(yīng)該被鈍化層覆蓋的區(qū)域出現(xiàn)腐蝕等現(xiàn)象，說明芯片表面的鈍化層破損已經(jīng)引起覆蓋區(qū)域的界面出現(xiàn)侵蝕，如圖4-25～圖4-29。
6）綜合分析
X-RAY檢查中發(fā)現(xiàn)芯片底部焊料面存在較大面積的空洞，這將無疑影響芯片的散熱；作為電源調(diào)整器件，此三端穩(wěn)壓器件本身有較大的功耗，其散熱通道存在缺陷，將使芯片長期工作在高溫狀態(tài)。
C-SAM檢查中發(fā)現(xiàn)失效樣品的基板與塑料、引線框架與塑料等界面存在分層，器件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)存在缺陷。
樣品開封后，觀察芯片表面出現(xiàn)多處鈍化層破損，以及原本應(yīng)該被鈍化層覆蓋的區(qū)域被腐蝕的情況，另外輸入端鍵合區(qū)所連接的金屬化線條也被腐蝕。這種現(xiàn)象是芯片長期工作在較高溫度下的結(jié)果。芯片背面焊接面存在空洞，影響了芯片的散熱。與芯片現(xiàn)象相符合。
7）結(jié)論
器件內(nèi)部芯片底部焊接面存在空洞的工藝缺陷，影響了芯片的散熱，器件長期工作于較高的溫度下，芯片過熱而使表面鈍化層破損，進(jìn)而腐蝕芯片，使芯片工作異常，最終導(dǎo)致器件參數(shù)漂移。
8）建議
在采購塑料封裝類器件時，應(yīng)該進(jìn)行DPA（破壞性物理分析）來確認(rèn)每一批次進(jìn)料的結(jié)構(gòu)完整性。
