MOSFET бүтэлгүйтлийн шинжилгээ: Ойлголт, урьдчилан сэргийлэх, шийдвэрлэх арга замууд

MOSFET бүтэлгүйтлийн шинжилгээ: Ойлголт, урьдчилан сэргийлэх, шийдвэрлэх арга замууд

Шуудангийн цаг: 2024 оны 12-р сарын 13-нд

Шуурхай тойм:MOSFET нь янз бүрийн цахилгаан, дулаан, механик стрессээс болж бүтэлгүйтдэг. Эдгээр эвдрэлийн горимыг ойлгох нь найдвартай цахилгаан электроникийн системийг зохион бүтээхэд маш чухал юм. Энэхүү иж бүрэн гарын авлага нь нийтлэг бүтэлгүйтлийн механизм, урьдчилан сэргийлэх стратегийг судалдаг.

Төрөл бүрийн-MOSFET-бүтэлгүйтлийн горимуудын дундаж-ppmMOSFET-ийн бүтэлгүйтлийн нийтлэг горимууд ба тэдгээрийн үндсэн шалтгаанууд

1. Хүчдэлтэй холбоотой гэмтэл

  • Хаалганы оксидын задрал
  • Цасан нуранги эвдрэл
  • Цоолбор
  • Статик цэнэгийн гэмтэл

2. Дулаантай холбоотой гэмтэл

  • Хоёрдогч эвдрэл
  • Дулааны гүйлт
  • Багцыг тусгаарлах
  • Бондын утсыг буулгах
Алдаа гарах горим Үндсэн шалтгаанууд Анхааруулах тэмдгүүд Урьдчилан сэргийлэх аргууд
Хаалганы оксидын задаргаа Хэт их VGS, ESD үйл явдал Хаалганы алдагдал ихэссэн Хаалганы хүчдэлийн хамгаалалт, ESD арга хэмжээ
Дулааны оргодол Эрчим хүчний хэт их алдагдал Температурын өсөлт, шилжих хурд багассан Дулааны зөв дизайн, бууралт
Цасан нуранги эвдрэл Хүчдэлийн огцом өсөлт, хавчааргүй индуктив шилжүүлэлт Ус зайлуулах эх үүсвэрийн богино холболт Снюббер хэлхээ, хүчдэлийн хавчаар

Winsok-ийн бат бөх MOSFET шийдлүүд

Манай хамгийн сүүлийн үеийн MOSFET-ууд нь дэвшилтэт хамгаалалтын механизмуудтай:

  • Сайжруулсан SOA (Аюулгүй ажиллагааны бүс)
  • Дулааны гүйцэтгэлийг сайжруулсан
  • Баригдсан ESD хамгаалалт
  • Нурангид нэрвэгдсэн загварууд

Гэмтлийн механизмын нарийвчилсан шинжилгээ

Хаалганы оксидын задаргаа

Чухал параметрүүд:

  • Хаалганы эх үүсвэрийн хамгийн их хүчдэл: ±20V ердийн
  • Хаалганы оксидын зузаан: 50-100нм
  • Эвдрэлийн талбайн хүч: ~10 МВ/см

Урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ:

  1. Хаалганы хүчдэлийн хавчихыг хэрэгжүүлэх
  2. Цуврал хаалганы резисторыг ашигла
  3. TVS диод суурилуулах
  4. ПХБ-ийн зөв зохион байгуулалт

Дулааны менежмент ба эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэх

Багцын төрөл Хамгийн их уулзварын температур Санал болгож буй хасах Хөргөх шийдэл
TO-220 175 ° C 25% Халаагч + Сэнс
D2PAK 175 ° C 30% Зэсийн том талбай + Нэмэлт халаагч
СОТ-23 150°С 40% ПХБ зэс цутгах

MOSFET найдвартай байдлын дизайны чухал зөвлөмжүүд

ПХБ-ийн зохион байгуулалт

  • Хаалганы гогцооны талбайг багасгах
  • Тусдаа цахилгаан болон дохионы газар
  • Келвин эх сурвалжийн холболтыг ашигла
  • Дулааны сувгийн байршлыг оновчтой болгох

Хэлхээний хамгаалалт

  • Зөөлөн эхлэлийн хэлхээг хэрэгжүүлэх
  • Тохиромжтой snubbers ашиглах
  • Урвуу хүчдэлийн хамгаалалтыг нэмнэ
  • Төхөөрөмжийн температурыг хянах

Оношлогоо, шинжилгээний журам

MOSFET тестийн үндсэн протокол

  1. Статик параметрийн туршилт
    • Хаалганы босго хүчдэл (VGS(th))
    • Ус зайлуулах эх үүсвэрийн эсэргүүцэл (RDS(асаалт))
    • Хаалганы алдагдал гүйдэл (IGSS)
  2. Динамик тест
    • Солих хугацаа (тон, тофф)
    • Хаалганы цэнэгийн шинж чанар
    • Гаралтын багтаамж

Winsok-ийн найдвартай байдлыг сайжруулах үйлчилгээ

  • Өргөдлийг иж бүрэн хянан үзэх
  • Дулааны шинжилгээ ба оновчлол
  • Найдвартай байдлын туршилт, баталгаажуулалт
  • Алдаа шинжилгээний лабораторийн дэмжлэг

Найдвартай байдлын статистик ба насан туршийн шинжилгээ

Найдвартай байдлын гол үзүүлэлтүүд

FIT үнэ (цаг хугацааны алдаа)

Нэг тэрбум төхөөрөмж-цагт ногдох эвдрэлийн тоо

0.1 – 10 FIT

Нэрлэсэн нөхцөлд Winsok-ийн хамгийн сүүлийн үеийн MOSFET цуврал дээр үндэслэсэн

MTTF (Бүтэлгүйтлийн дундаж хугацаа)

Тодорхой нөхцөлд хүлээгдэж буй ашиглалтын хугацаа

>10^6 цаг

TJ = 125 ° C, нэрлэсэн хүчдэл

Амьд үлдэх хувь

Баталгаат хугацаанаас хэтэрсэн төхөөрөмжүүдийн хувь

99.9%

5 жил тасралтгүй үйл ажиллагаа явуулж байна

Насан туршийн бууралтын хүчин зүйлүүд

Үйл ажиллагааны нөхцөл Бууруулах хүчин зүйл Насан туршдаа үзүүлэх нөлөө
Температур (25 хэмээс дээш 10°С тутамд) 0.5x 50% бууруулна
Хүчдэлийн стресс (хамгийн их үнэлгээний 95%) 0.7x 30% бууруулсан
Шилжүүлэгч давтамж (2х нэрлэсэн) 0.8x 20% бууруулна
Чийгшил (85% RH) 0.9x 10% бууруулсан

Насан туршийн магадлалын хуваарилалт

зураг (1)

Weibull-ийн MOSFET-ийн ашиглалтын хугацааны хуваарилалт нь эрт үеийн бүтэлгүйтэл, санамсаргүй алдаа, элэгдлийн хугацааг харуулсан.

Байгаль орчны стрессийн хүчин зүйлүүд

Температурын дугуй

85%

Амьдралын хугацааг багасгахад үзүүлэх нөлөө

Эрчим хүчний дугуй

70%

Амьдралын хугацааг багасгахад үзүүлэх нөлөө

Механик стресс

45%

Амьдралын хугацааг багасгахад үзүүлэх нөлөө

Амьдралын түргэвчилсэн туршилтын үр дүн

Туршилтын төрөл Нөхцөл байдал Үргэлжлэх хугацаа Амжилтгүй байдлын түвшин
HTOL (Өндөр температурт ажиллах хугацаа) 150 ° C, хамгийн их VDS 1000 цаг < 0.1%
THB (температурын чийгшлийн хазайлт) 85°C/85% RH 1000 цаг < 0.2%
TC (Температурын дугуй) -55 хэмээс +150 хэм хүртэл 1000 мөчлөг < 0.3%

Винсокийн чанарын баталгааны хөтөлбөр

2

Скрининг тестүүд

  • 100% үйлдвэрлэлийн туршилт
  • Параметрийн баталгаажуулалт
  • Динамик шинж чанарууд
  • Харааны үзлэг

Мэргэшлийн шалгалтууд

  • Байгаль орчны стрессийн скрининг
  • Найдвартай байдлын баталгаажуулалт
  • Багцын бүрэн бүтэн байдлын туршилт
  • Урт хугацааны найдвартай байдлын хяналт