在实际应用中，MDD MOSFET（场效应管）常因高频、高电流工作而产生显著热量。良好的散热设计不仅能提升系统稳定性，更直接影响器件寿命与可靠性。然而，FAE在现场问题分析中发现，散热片接触不良或导热界面材料（TIM）老化，是导致MOSFET温升过高、早期失效的“隐性刺客”。本文将从失效机理、常见现象及设计建议三个方面进行深入分析。

一、问题现象与典型表现
当MOSFET与散热片之间的热接触不良，或导热界面材料性能退化后，最直接的表现是结温上升异常。虽然外部温度测量点可能仍在安全范围，但内部结温（Tj）往往已接近或超过极限。
典型现场表现包括：
MOSFET在额定负载下温度明显高于设计预期；
不同批次或不同位置的MOS温升不一致；
长时间运行后，器件出现间歇性过热保护或提前击穿；
用红外热像仪观察，MOS与散热片接触区域出现局部热点；
导热垫片老化、干裂或硬化后，温升进一步恶化。
在部分案例中，即使MOS型号选型正确、电气驱动合理，仍发生热击穿（Thermal Runaway）。根本原因往往不是电参数设计问题，而是散热界面劣化所致。

二、失效机理分析
MOSFET的发热主要来自导通损耗（I²R）与开关损耗。热量通过芯片 → 封装 → 散热片 → 空气传导扩散。如果散热界面出现异常，整个热路径的热阻显著上升。
接触不良的主要原因：
散热片平整度差，未完全贴合封装底面；
安装扭矩不均，造成局部悬空；
使用导热硅脂不均匀或厚度过大，反而形成隔热层；
散热片氧化层过厚，降低导热效果。
导热界面材料老化的机理：
热循环老化： 长期冷热交替导致界面材料硬化、失去弹性，导热性能下降；
材料挥发/迁移： 导热硅脂中的油性成分随时间挥发，形成干裂；
化学腐蚀： 与空气中的水分或助焊残留物反应，界面接触电阻增大。
结果是：热阻上升 → 结温升高 → Rds(on) 增大 → 发热更严重 → 热失控恶性循环。最终，MOSFET可能因结温超过150℃而永久损坏。

三、FAE设计与维护建议
确保散热面平整与压紧力均匀
使用扭矩螺丝并配合弹片垫圈，避免安装应力不均；
检查散热片表面粗糙度（Ra < 1μm为宜），必要时进行抛光；
对多颗并列MOS的散热片，确保每颗器件受力一致。
合理选择与使用导热界面材料（TIM）
导热硅脂应薄而均匀，一般控制在50~100μm厚度；
长期应用场合优先使用导热垫片、导热凝胶或石墨片；
对高温、高功率系统，选用长期稳定的高导热系数材料（>5W/m·K）。
强化长期可靠性验证
在样机阶段进行热循环与老化测试，验证界面材料的寿命；
定期维护设备时检查散热片是否松动、导热材料是否干裂；
监测关键MOSFET结温，发现温升趋势异常要提前更换TIM。
优化PCB与散热结构协同设计
提高铜箔厚度与铺铜面积，增设热过孔；
对功率密集区域，配合风道与导流设计；
若条件允许，可选用底部带金属基板的MOSFET封装（如DFN、TO-263）。

在MOSFET的失效案例中，热管理问题往往被低估。即便电气设计完全合理，若散热界面不稳定，仍可能导致器件早期老化或热击穿。MDD FAE在现场分析时，应重点关注散热片安装、导热材料老化及热阻路径变化等细节。只有确保每一层热界面的可靠性，才能让MOSFET在高功率、高密度的系统中长期稳定运行。