開(kāi)關(guān)電源失效分析方法
X射線分析技術(shù)
在開(kāi)關(guān)電源工藝失效分析中，所使用的X射線檢查是一種多用途手段。它可以作為確定元件內(nèi)部狀態(tài)的純粹非破壞性方法，也可以確定內(nèi)部損壞和性能下降程度的診斷手段或用于幫助解剖，描繪每個(gè)元件與其他元件和外罩的相對(duì)接近程度，通過(guò)進(jìn)行兩次相差90°的觀察，可以獲得有關(guān)元件內(nèi)部幾何形狀的基本資料，當(dāng)元件被打開(kāi)進(jìn)行直觀檢查時(shí)，可以找到異常情況。
作為一種分析手段，X射線照相檢查允許直接檢查印制電路板組件的焊接部位是否存在開(kāi)裂、分離以及各種制造異?，F(xiàn)象。X射線的重要用途在于可以對(duì)不可見(jiàn)的部位進(jìn)行無(wú)損傷檢查，如小型電源適配器PCB焊點(diǎn)、PCB過(guò)孔、PCB走線及元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。X射線照相檢查可以為拆卸和解剖提供很大的幫助。
X射線照相過(guò)程：
1.從被檢查元件或者焊點(diǎn)開(kāi)始。分析人員應(yīng)當(dāng)對(duì)元件和焊點(diǎn)的已有故障形式有所了解，還應(yīng)當(dāng)對(duì)元件和焊點(diǎn)的X射線照相檢查的優(yōu)越性有所了解。如果引起半導(dǎo)體器件損壞的原因有可能是靜電放電，那么，必須密切注意連接引線。有時(shí)需要調(diào)整元件的方向進(jìn)行觀察。在對(duì)元件的近距離觀察時(shí)，應(yīng)記下密度反差大的區(qū)域，并用阻隔或屏蔽方式進(jìn)行處理，確定檢查的佳取向，隨后將元件精確固定在控制系統(tǒng)內(nèi)，以便能平移通過(guò)所考察的區(qū)域。作為準(zhǔn)備進(jìn)行X射線照相分析的基本步驟，好能提前得到合格元件的比較樣品，并從元件制造商處獲得有關(guān)所考察區(qū)域的情況。
2.考慮選擇所需采用的輻射劑量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分析人員應(yīng)具備對(duì)所成像目標(biāo)的尺寸和密度的感性知識(shí)，并知道所要使用的外加電壓和電平的大致范圍。對(duì)密度非常大的元件進(jìn)行成像應(yīng)特別注意。如果為了透過(guò)元件需要X射線管耗散比較大瓦數(shù)的功率，則可以通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻或者增加斑點(diǎn)尺寸來(lái)抵消所耗散的大功率。若元件用很輕的材料構(gòu)成，比如塑膠，則必須采用很低的電壓。
3.將元件固定在X射線系統(tǒng)中，以便進(jìn)行觀察。在一中提到過(guò)了獲取佳觀察需要選擇元件的方向。然而，固定不僅是對(duì)元件定向，較大的元件需要使用支架或夾具牢固地安裝到控制臺(tái)上。通常這些元件采用金屬結(jié)構(gòu)，可能干擾X射線照相觀察。因此在對(duì)元件定位時(shí)必須注意。在夾具和元件之間可以使用泡沫襯墊，使在考察元件時(shí)易于旋轉(zhuǎn)一定角度。在對(duì)靜電放電敏感的元件上，可以使用銅帶接地連接到機(jī)箱上。可以用鉛皮遮蓋住由于直接接觸X射線而有可能招致?lián)p壞的元件。
4.實(shí)際觀察。通過(guò)對(duì)元件的觀察，考慮輻射劑量所需要的調(diào)節(jié)以及固定元件之后，可以拍攝到X射線的佳照相圖像。
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開(kāi)關(guān)電源老化篩選
功率老化是很有效的一種篩選方法，是高可靠開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品必須進(jìn)行的篩選手段之一。功率老化通過(guò)對(duì)電源施加過(guò)電應(yīng)力，助使早期失效器件存在的潛在缺陷盡快暴露而剔除。它能有效的剔除器件生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的工藝缺陷。
功率老化通常是將開(kāi)關(guān)電源置于高溫條件下，施加大的電壓、負(fù)載，以獲得足夠大的篩選應(yīng)力，達(dá)到剔除早期失效產(chǎn)品的目的。所施加的電應(yīng)力，包括輸入的交流高壓、大功率電源適配器老化、電壓沖擊。使開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的元器件在老化過(guò)程中能經(jīng)受工作狀態(tài)下的大功耗和應(yīng)力。超功率老化顯然縮短老化時(shí)間，但也有可能使器件瞬時(shí)負(fù)載超過(guò)大額定值，使合格器件遭受損傷，甚至發(fā)生即時(shí)劣化或擊穿。有的產(chǎn)品可能暫時(shí)還能工作，但壽命卻縮短了。所以，對(duì)于超功率老化來(lái)說(shuō)，并不是超得越多越有效果，而是應(yīng)該選擇一個(gè)佳的超負(fù)荷量?，F(xiàn)在比較一致的方法是對(duì)電源施加大額定功率，適當(dāng)延長(zhǎng)老化時(shí)間，是比較合理的電功率老化篩選方法。
可靠性篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的是要確定試驗(yàn)條件，包括試驗(yàn)的項(xiàng)目、試驗(yàn)應(yīng)力和試驗(yàn)時(shí)間。由于不同類型的產(chǎn)品，不同的生產(chǎn)廠家或使用不同的材料、結(jié)構(gòu)、工藝流程所生產(chǎn)的產(chǎn)品其失效機(jī)理是不同的，并且早期失效期與偶然失效期的分界點(diǎn)也不可能一樣，很難制訂一個(gè)適應(yīng)各種產(chǎn)品的統(tǒng)一的可靠性篩選試驗(yàn)條件。因此，必須針對(duì)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行大量的可靠性試驗(yàn)或可靠性篩選摸底試驗(yàn)，掌握產(chǎn)品的失效分布以及失效機(jī)理與篩選試驗(yàn)項(xiàng)目、應(yīng)力和時(shí)間的關(guān)系，而后才能正確地?cái)M定出該產(chǎn)品的可靠性篩選試驗(yàn)條件。
顯然，如果可靠性篩選試驗(yàn)條件不妥當(dāng)，則可能會(huì)使一些產(chǎn)品因篩選試驗(yàn)強(qiáng)度不夠而造成可靠性和穩(wěn)定性不能滿足要求，或者因?yàn)槁┑舯匾暮Y選試驗(yàn)項(xiàng)目而使這部分早期失效品未能篩選出來(lái)。另外，也可能因篩選試驗(yàn)條件過(guò)嚴(yán)而把本來(lái)是好的產(chǎn)品剔除掉一部分。
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