嵌入式板级封装在高压应用中的新挑战—微区缺陷造成的局部放电

嵌入式板级封装

汽车电驱系统正在朝着更高电压（1200V）、更高集成度不断发展。高集成度特别是“嵌入式板级封装（Embedded Die Substrate Package）”带来了传统封装无可比拟的优势：更小体积、更优散热、更优电气性能（低感、低阻）、更高可靠性。

新型封装面对新的挑战：局部放电

与此同时，高度集成及更高电压的应用，为上述新型封装绝缘特性带来了新的挑战：局部放电。它是由于不同封装材料在交接界面处出现了边缘终止，同时切换为不同介电特性的其他材料，造成了交界面处电场的高度集中，特别是在封装内部绝缘系统出现微观局部缺陷（气泡、裂纹、杂质等）的位置。局部放电的发生促使芯片周围封装材料进一步放电碳化，严重时高电场瞬时能量的释放甚至损伤包覆性差的芯片边缘。

Pengyu Fu等人通过电场分布的仿真工作，证实了以上局放的发生机理及放电易发生位置。

广电计量解决方案

广电计量在此基础上进一步研究验证了1200V SiC芯片封装在嵌入式板级结构中发生局部放电的现象。

 

通过深入研究，我们验证了局部放电测试同时搭配破坏性物理分析可以作为检查此类特殊封装结构是否存在微观缺陷的有效分析手段。

 

实际测试结果不但印证了上述电场仿真所明确的典型失效位置、形貌，并且还进一步明确了芯片周围存在封装空洞缺陷所导致的典型失效模式。

 

面对汽车电驱系统的更高集成化、更高电压应用，新的封装形式不断面对新的可靠性问题。广电计量先进封装分析中心积极布局技术前沿，在功率封装、2.5D等先进封装领域积累了丰富的分析经验。同时紧贴客户研发一线，深入合作开展一系列非标分析验证工作。

 

广电计量半导体服务优势

• 工业和信息化部“面向集成电路、芯片产业的公共服务平台”。

• 工业和信息化部“面向制造业的传感器等关键元器件创新成果产业化公共服务平台”。

• 国家发展和改革委员会“导航产品板级组件质量检测公共服务平台”。

• 广东省工业和信息化厅“汽车芯片检测公共服务平台”。

• 江苏省发展和改革委员会“第三代半导体器件性能测试与材料分析工程研究中心”。

• 上海市科学技术委员会“大规模集成电路分析测试平台”。

• 在集成电路及SiC领域是技术能力最全面、知名度最高的第三方检测机构之一，已完成MCU、AI芯片、安全芯片等上百个型号的芯片验证，并支持完成多款型号芯片的工程化和量产。

• 在车规领域拥有AEC-Q及AQG324全套服务能力，获得了近50家车厂的认可，出具近400份AEC-Q及AQG324报告，助力100多款车规元器件量产。

• 在卫星互联网领域，获委任为空间环境地面模拟装置用户委员会委员单位，建设了行业领先的射频高精度集成电路检测能力，致力成为北斗导航芯片工程化量产测试的领航者。