【技术】解析二极管失效模式和原因

时间： 2022-10-14 来源：Diodes钜兴电子公众号

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二极管在客户终端失效的方式有很多，如通电失效、老化前几分钟失效、老化几小时后失效、在打高压、雷击时失效、在客户终端老化失效等等。但从二极管角度上看，二极管失效的原因有很多，但常见的失效模式就几种，本文细数二极管常见失效模式。

从万用表（二极管档）角度上看：读数就只有三种：

①读数小于0.2V或无限接近0V，80%左右的失效二极管都是这种短路状态，如图一；

②读数正常（硅二极管一般大于0.5V、肖特基二极管一般大于0.2V），但用在电路板上就功能异常，此失效模式一般占15%左右，如图二；

③无读数。

从二极管测试仪（冠魁TVR6000）测试上述三种模式：①二极管测试仪测试，万用表读数小于0.2V或无限接近0V的数据，如图三：电性呈导通状态。

②二极管测试仪测试，万用表读数正常的二极管的数据，如图四：

正向压降正常，所以万用表读值正常，实际上其已反向耐压失效。

③二极管测试仪测试，万用表无读数的二极管的数据，如图五：

电性呈开路状态，这种现象比较少见，一般是客户端过锡炉温度太高、或时间太长，导致二极管内部的焊锡二次融化导致开路。也有少量的是生产二极管过程中，作业人员的误操作，导致一贯机漏测试流入客户端。

从剖析的内部状况看失效模式（以下使用整流二极管的GPP芯片说明）：

1.芯片有贯穿性的电流烧蚀点，测试电性呈SHORT，如图六。

电流烧蚀点一般是，开机浪涌电流或受电网等因素产生的大电流，瞬间的热量在芯片留下熔坑，打高压和雷击失效也是此种模式；

2.芯片边缘有电流烧蚀点（红圈）或塑封料碳化的结合物（蓝框），测试电性呈SHORT，如图七。

此现象一般在老化过程中发现，一般有以下二种原因导致：<1>电路异常；<2>芯片有瑕疵，P/N结处漏电流过大。两种原因都能使材料内部温度过高，导致材料反向漏电流增大，长时间的高温，使玻璃环上的塑封料碳化，并在芯片边缘留下热熔坑痕迹；

3.芯片破裂，测试电性呈VB衰降，如图八。

此现象一般在功能测试中发现，一般有以下三种原因导致：<1>过压导致；<2>芯片耐压不足；<3>应力释放，压裂芯片导致。其中有客户端的机械应力，还可能在生产过程中，塑封和切脚成型时应力贮存，再经过客户端焊接或持续通电使应力释放。

4.芯片同时有电流烧蚀点和破裂现象，测试电性呈SHORT或VB衰降，如图九、图十：

同时有电流烧蚀点和破裂的现象比较少见，由于因素也比较多，究竟是先因过流烧毁导致芯片受热变应力造成破裂？还是因芯片因被过压或机械应力损伤造成隐裂失效，才导致被过流烧蚀？只能判断出大概的原因，如图九，裂纹从烧蚀点扩散，分析可能为瞬间大电流击穿后，才造成的破裂；又如图十，应该芯片破裂后，失效时的过流在裂纹旁留下烧蚀点。

5.剖析至框架，框架已从芯片上脱离，焊锡偏少，芯片表面没有电流电压的痕迹，测试电性呈OPEN，如图十一。

主要原因是产品焊接时焊锡较少，在客户二次焊接时有轻微熔化现象，导致锡膏与框架脱离，致使材料出现开路现象。

二极管失效原因有很多，80%都为过流击穿，其次为高温反向漏电击穿，还有应力导致破裂、焊锡二次融化导致短路等等。钜兴科技电子有限公司是二极管专业制造商，会不断改善品质及研究更可靠的产品，让客户安心使用！

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