嵌入式板級封裝在高壓應用中的新挑戰—微區缺陷造成的局部放電

　　嵌入式板級封裝
 

　　汽車電驅系統正在朝著更高電壓(1200V)、更高集成度不斷發展。高集成度特別是“嵌入式板級封裝(Embedded Die Substrate Package)”帶來了傳統封裝的優勢：更小體積、更優散熱、更優電氣性能(低感、低阻)、更高可靠性。
 

　　新型封裝面對新的挑戰：局部放電
 

　　與此同時，高度集成及更高電壓的應用，為上述新型封裝絕緣特性帶來了新的挑戰：局部放電。它是由于不同封裝材料在交接界面處出現了邊緣終止，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，特別是在封裝內部絕緣系統出現微觀局部缺陷(氣泡、裂紋、雜質等)的位置。局部放電的發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生機理及放電易發生位置。
 

　　廣電計量解決方案
 

　　廣電計量在此基礎上進一步研究驗證了1200V SiC芯片封裝在嵌入式板級結構中發生局部放電的現象。
 

　　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構是否存在微觀缺陷的有效分析手段。
 

　　實際測試結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致的典型失效模式。
 

　　面對汽車電驅系統的更高集成化、更高電壓應用，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前沿，在功率封裝、2.5D等先進封裝領域積累了豐富的分析經驗。同時緊貼客戶研發一線，深入合作開展一系列非標分析驗證工作。
 

　　廣電計量半導體服務優勢
 

　　工業和信息化部“面向集成電路、芯片產業的公共服務平臺”。
 

　　工業和信息化部“面向制造業的傳感器等關鍵元器件創新成果產業化公共服務平臺”。
 

　　國家發展和改革委員會“導航產品板級組件質量檢測公共服務平臺”。
 

　　廣東省工業和信息化廳“汽車芯片檢測公共服務平臺”。
 

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

　　上海市科學技術委員會“大規模集成電路分析測試平臺”。
 

　　在集成電路及SiC領域是技術能力的第三方檢測機構之一，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。
 

　　在車規領域擁有AEC-Q及AQG324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多款車規元器件量產。
 

　　在衛星互聯網領域，獲委任為空間環境地面模擬裝置用戶委員會委員單位，建設了行業射頻高精度集成電路檢測能力，致力成為北斗導航芯片工程化量產測試的保障者。