嵌入式板級封裝在高壓應(yīng)用中的新挑戰(zhàn)—微區(qū)缺陷造成的局部放電

嵌入式板級封裝

汽車電驅(qū)系統(tǒng)正在朝著更高電壓（1200V）、更高集成度不斷發(fā)展。高集成度特別是“嵌入式板級封裝（Embedded Die Substrate Package）”帶來了傳統(tǒng)封裝無可比擬的優(yōu)勢：更小體積、更優(yōu)散熱、更優(yōu)電氣性能（低感、低阻）、更高可靠性。

新型封裝面對新的挑戰(zhàn)：局部放電

與此同時，高度集成及更高電壓的應(yīng)用，為上述新型封裝絕緣特性帶來了新的挑戰(zhàn)：局部放電。它是由于不同封裝材料在交接界面處出現(xiàn)了邊緣終止，同時切換為不同介電特性的其他材料，造成了交界面處電場的高度集中，特別是在封裝內(nèi)部絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)微觀局部缺陷（氣泡、裂紋、雜質(zhì)等）的位置。局部放電的發(fā)生促使芯片周圍封裝材料進一步放電碳化，嚴重時高電場瞬時能量的釋放甚至損傷包覆性差的芯片邊緣。

Pengyu Fu等人通過電場分布的仿真工作，證實了以上局放的發(fā)生機理及放電易發(fā)生位置。

廣電計量解決方案

廣電計量在此基礎(chǔ)上進一步研究驗證了1200V SiC芯片封裝在嵌入式板級結(jié)構(gòu)中發(fā)生局部放電的現(xiàn)象。

通過深入研究，我們驗證了局部放電測試同時搭配破壞性物理分析可以作為檢查此類特殊封裝結(jié)構(gòu)是否存在微觀缺陷的有效分析手段。

實際測試結(jié)果不但印證了上述電場仿真所明確的典型失效位置、形貌，并且還進一步明確了芯片周圍存在封裝空洞缺陷所導(dǎo)致的典型失效模式。

面對汽車電驅(qū)系統(tǒng)的更高集成化、更高電壓應(yīng)用，新的封裝形式不斷面對新的可靠性問題。廣電計量先進封裝分析中心積極布局技術(shù)前沿，在功率封裝、2.5D等先進封裝領(lǐng)域積累了豐富的分析經(jīng)驗。同時緊貼客戶研發(fā)一線，深入合作開展一系列非標分析驗證工作。

廣電計量半導(dǎo)體服務(wù)優(yōu)勢

? 工業(yè)和信息化部“面向集成電路、芯片產(chǎn)業(yè)的公共服務(wù)平臺”。

?工業(yè)和信息化部“面向制造業(yè)的傳感器等關(guān)鍵元器件創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化公共服務(wù)平臺”。

?國家發(fā)展和改革委員會“導(dǎo)航產(chǎn)品板級組件質(zhì)量檢測公共服務(wù)平臺”。

?廣東省工業(yè)和信息化廳“汽車芯片檢測公共服務(wù)平臺”。

?江蘇省發(fā)展和改革委員會“第三代半導(dǎo)體器件性能測試與材料分析工程研究中心”。

?上海市科學(xué)技術(shù)委員會“大規(guī)模集成電路分析測試平臺”。

?在集成電路及SiC領(lǐng)域是技術(shù)能力最全面、知名度最高的第三方檢測機構(gòu)之一，已完成MCU、AI芯片、安全芯片等上百個型號的芯片驗證，并支持完成多款型號芯片的工程化和量產(chǎn)。

?在車規(guī)領(lǐng)域擁有AEC-Q及AQG324全套服務(wù)能力，獲得了近50家車廠的認可，出具近400份AEC-Q及AQG324報告，助力100多款車規(guī)元器件量產(chǎn)。

?在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，獲委任為空間環(huán)境地面模擬裝置用戶委員會委員單位，建設(shè)了行業(yè)領(lǐng)先的射頻高精度集成電路檢測能力，致力成為北斗導(dǎo)航芯片工程化量產(chǎn)測試的領(lǐng)航者。