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半导体三极管的失效分析与可靠性研究

Failureanalysisandreliabilityresearchofsemiconductortransistor

王少辉，项永金（格力电器（合肥）有限公司，合肥230088）

摘要：三极管在电路中主要起放大和开关作用，产品在实际应用中失效多单，经分析主要故障为短路与开路

失效。通过X光、CT扫描、开封等方法分析研究，发现此故障为焊接不良、塌丝导致。对全流程包含设备的生

产环节进行整改，并通过优化检测方法、增加显微镜检查以及X光全检等检测设备，提高产品可靠性。

关键词：虚焊；硅碎；塌丝；显微镜；X光透视；测试方法

家用空调整机售后报多单U8、E6、显示异常故障，1.1.2开封1内部晶元分析

经分析均为三极管失效导致。测试单个三极管主要表现对不良品进行X-ray透视显示不良品焊线正常，弧

为短路与开路故障。统计售后三极管失效贴片与自插型度正常。对不良品进行开封分析，侧面观察发现B焊球

均有失效，失效模式相同。三极管失效后，会导致部分与芯片表面有间隙，存在虚焊现象，具体如图1所示。

电路功能无法实现，因此研究三极管的失效模式和失效1.1.3虚焊原因分析

机理非常重要。三极管内部金线绑定点有2处，分别为金球与鱼尾，

这两处绑定点绑定不良均会出现故障。如图2所示，当

1失效原因及失效机理分析底板上有硅碎时，压板会压不牢基岛，随着机器振动过

经分析主要为短路故障失效较多，占总失效的程基岛会浮动，焊线时焊头下降到芯片表面焊接时焊接

66.8%，主要为金线绑定不良塌丝失效；部分短路故障能量会损失，无法达到焊接参数的要求，从而造成焊球

失效开封分析为过电损伤失效；经分析开路故障主要为焊接不牢固，最终表现为脱焊。

金球与鱼尾焊接不良，存在虚焊，故障模拟可复现。

1.1焊接不良故障分析

1.1.1电参数测试分析

对不良品进行电性测试，连续测试5遍，测试结果

显示样品IEB值over，BE极呈现短路现象。具体电性

数据如表1所示。

图1开封芯片表面

表1三极管性能测试数据

2022.133

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片时机器NSOP（nonstickdetectiononpad）报警，将

框架拿到放大镜下检查发现此颗产品有脱焊，观察其他

4pcs产品发现也有轻微脱焊现象，稍用镊子提拔焊球

即脱落。

图2焊接不良示意图

鱼尾也出现过断线，如图3所示，CT扫描发现管

脚鱼尾不良，出现断点。断点处与焊盘有轻微接触，导

致