[发明专利]一种器件热传导无损失效分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明为半导体技术领域，尤其涉及一种器件热传导无损失效分析方法及装置。

背景技术

功率器件工作过程中会产生大量热，为防止过热烧毁，器件需具有较好地散热性能。因此，器件的热阻值不能超过标准要求。对热阻超标器件需进行失效分析，且在很多情况下，失效样品不能被破坏，只能通过无损检测方式进行。现有的功率器件热阻超标无损失效分析主要是利用X-Ray透视仪或SAM实现，即通过X射线或超声波对器件进行扫描，根据X射线或超声波在器件内各层的透射和反射情况，拟合各层形貌，以检测器件内部各层的结构缺陷，进而确定器件热阻超标失效原因。

然而，对于厚金属封装(如TO-254AA等封装形式)的功率器件，因其管壳较厚，甚至管壳本身就包含多层结构，X-Ray透视仪或SAM不能完全穿透管壳，因此无法有效观测器件内部各层的结构缺陷，需要进行破环性失效分析。

也就是说，现有技术中对于厚金属封装的功率器件，存在难以进行无损分析，仅能进行破坏性失效分析的技术问题。

发明内容

本发明通过提供一种器件热传导无损失效分析方法及装置，解决了现有技术中对于厚金属封装的功率器件，存在的难以进行无损分析，仅能进行破坏性失效分析的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种器件热传导无损失效分析方法，包括：

获取待分析器件的结构函数曲线；

比对所述待分析器件的结构函数曲线和合格器件的结构函数曲线，以确定所述待分析器件的热阻异常层；

采用X射线电子计算机断层扫描方法，对所述热阻异常层进行结构图像重构；

根据所述结构图像重构结果，确定所述热阻异常层的失效原因。

可选的，所述结构函数曲线，包括：积分函数曲线和微分函数曲线。

可选的，所述结构函数曲线上包括N个拐点，所述N个拐点中相邻两拐点间的曲线为一曲线段；所述N个拐点对应所述待分析器件的N个层间界面；所述曲线段对应所述待分析器件的结构层；N为正整数；所述比对所述待分析器件的结构函数曲线和合格器件的结构函数曲线，以确定所述待分析器件的热阻异常层，包括：按曲线段，分段对应比对所述待分析器件的结构函数曲线和合格器件的结构函数曲线，以所述待分析器件的结构函数曲线上的异常曲线段对应的结构层为所述热阻异常层。

可选的，所述结构层包括以下一种或多种的组合：芯片层、焊料层、过渡片层、绝缘片层、底座层、导热胶层或冷却基板层。

可选的，所述根据所述结构图像重构结果，确定所述热阻异常层的失效原因，包括：比对所述结构图像重构结果和合格器件的图像重构信息，确定所述热阻异常层的失效原因。

可选的，所述方法应用于厚金属封装功率器件。

另一方面，提供一种器件热传导无损失效分析装置，包括：

获取模块，用于获取待分析器件的结构函数曲线；

比对模块，用于比对所述待分析器件的结构函数曲线和合格器件的结构函数曲线，以确定所述待分析器件的热阻异常层；

重构模块，用于采用X射线电子计算机断层扫描方法，对所述热阻异常层进行结构图像重构；

确定模块，用于根据所述结构图像重构结果，确定所述热阻异常层的失效原因。

可选的，所述比对模块还用于：按曲线段，分段对应比对所述待分析器件的结构函数曲线和合格器件的结构函数曲线，以所述待分析器件的结构函数曲线上的异常曲线段对应的结构层为所述热阻异常层。

可选的，所述确定模块还用于：比对所述结构图像重构结果和合格器件的图像重构信息，确定所述热阻异常层的失效原因。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的方法及装置，先获取表征待分析器件各层的热传导情况的结构函数曲线；再根据与合格器件的结构函数曲线的比对来确定出热阻异常层，再采用X射线电子计算机断层扫描方法，对所述热阻异常层进行结构图像重构，从而确定所述热阻异常层的失效原因，不仅解决了现有厚金属封装的功率器件难以穿透观察，需要使用破坏分析方法的问题，还避免了通过X射线电子计算机断层扫描方法逐层扫描的耗时和耗成本长的问题，实现了一种适用于厚金属封装功率器件的非破坏性的节约时间和分析成本的失效分析方法。

附图说明