4.1失效現(xiàn)象與分析
FRD在開(kāi)發(fā)過(guò)程中工程批流片出來(lái)后測(cè)試擊穿電壓，當(dāng)電壓加到幾百伏時(shí)，可開(kāi)始看到有嚴(yán)重的打火現(xiàn)象，測(cè)試打火曲線如圖5，打火發(fā)生后，圓片上可看到終端外圍兩個(gè)金屬鋁條有明顯發(fā)黑的跡象，如圖6。
圖5 FRD 圓片擊穿電壓測(cè)試曲線
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圖6 FRD 圓片打火位置圖片
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其中距離cell區(qū)較近的金屬是終端的一個(gè)金屬場(chǎng)板，在最外圍的一個(gè)是截止環(huán)的金屬。從失效現(xiàn)象來(lái)看，打火應(yīng)該是最外圍的兩個(gè)金屬之間進(jìn)行的。工藝上，當(dāng)初為了節(jié)省成本，金屬完成后沒(méi)有加鈍化層次，因此兩個(gè)金屬之間是沒(méi)有氧化等介質(zhì)的。檢查版上數(shù)據(jù)，金屬場(chǎng)板到截止環(huán)金屬之間距離為72um，懷疑可能此距離太小，又沒(méi)有介質(zhì)，因此導(dǎo)致金屬之間電場(chǎng)過(guò)強(qiáng)，引起打火，為了驗(yàn)證，特對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬。
4.2原結(jié)構(gòu)模擬結(jié)果
如圖7所示原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，結(jié)果擊穿電壓約1500V,最外圍的金屬場(chǎng)板與最外圍截止環(huán)金屬之間電勢(shì)差約800V，最外圍場(chǎng)板承擔(dān)了較大的電壓，從表面電場(chǎng)分布看，最外圍金屬場(chǎng)板處表面電場(chǎng)最強(qiáng)，約2.6E5V/cm，前面其它環(huán)的電場(chǎng)基本在1.6E5V/cm左右，金屬場(chǎng)板處電場(chǎng)較集中。而空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)約為30KV/cm，金屬場(chǎng)環(huán)和截止環(huán)之間距離為72um，空氣耐壓約220V，據(jù)此推斷失效的原因應(yīng)該是金屬之間距離較近，電壓較大引起空氣擊穿，從而發(fā)生打火現(xiàn)象。
圖7：FRD 原版結(jié)構(gòu)
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圖8 FRD原版模擬結(jié)果電勢(shì)分布圖
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圖9 FRD原版模擬結(jié)果表面電場(chǎng)分布圖
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