生產環境對電源模塊可靠性的影響
發布時間:2009-02-06 來源:廣州金升陽科技有限公司
中心論題:
- 靜電防護、濕度、溫度、粉塵等因素對電源模塊的可靠性影響
解決方案:
- 確保電源模塊的生產環境是潔淨有序的
- 有良好的靜電防護措施
- 在生產車間安裝空調調溫係統、抽濕係統控製濕度、溫度
在現在社會,AC/DC轉換、DC/DC轉換已逐漸成為模塊化產業,也逐步成為各種電子設備、自動控製設備的重要組成部分,AC/DC電源模塊及DC/DC電源模塊的質量及可靠性也在很大程度上影響著整個設備的可靠性、失效率及維修率。
影響電源產品可靠性的有設計、工藝、管理、測試及手段、來lai料liao等deng因yin素su,這zhe些xie方fang麵mian都dou是shi各ge電dian源yuan模mo塊kuai生sheng產chan及ji使shi用yong廠chang家jia關guan注zhu的de方fang麵mian。事shi實shi上shang,電dian源yuan模mo塊kuai的de可ke靠kao性xing除chu了le要yao確que保bao各ge項xiang性xing能neng指zhi標biao的de優you化hua,還hai要yao確que保bao電dian源yuan模mo塊kuai的de生sheng產chan環huan境jing是shi潔jie淨jing有you序xu的de,有you良liang好hao的de靜jing電dian防fang護hu措cuo施shi,有you適shi當dang的de溫wen度du及ji濕shi度du,隻zhi有you在zai這zhe樣yang的de條tiao件jian下xia生sheng產chan的de電dian源yuan模mo塊kuai才cai真zhen正zheng稱cheng得de上shang是shi可ke靠kao性xing高gao的de電dian源yuan產chan品pin。
隨著社會的不斷進步,電子設備在工業化生產、交通運輸、tongxindenggelingyufahuizheyuelaiyuedadezuoyong,dianzishebeidekekaoxingzaiyidingchengdushangyejuedinglegexiangjingjihuodongdeyouxiaoyunxing,erdianyuanmokuaisuiranzaidianzishebeizhongsuozhandechengbenhendi,dankechengweidianzishebeide“心髒”,電源模塊失效直接就可能導致電子設備的癱瘓,造成不可挽回的損失。
靜電會導致電源模塊元器件失效
元器件在製造、存儲、運輸及裝配過程中,由於儀器設備、材料及操作者的相對運動,均有可能因摩擦而產生靜電電壓,當器件與這些帶電體接觸時,帶電體就會通過器件放電,引起器件失效。
現代的集成電路大多數采用MOS電路,而電源模塊中大多也使用了MOS管(guan)及(ji)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)芯(xin)片(pian)。在(zai)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)生(sheng)產(chan)中(zhong)如(ru)不(bu)注(zhu)意(yi)靜(jing)電(dian)防(fang)護(hu),往(wang)往(wang)會(hui)導(dao)致(zhi)較(jiao)高(gao)的(de)元(yuan)件(jian)壞(huai)品(pin)率(lv)。即(ji)使(shi)經(jing)過(guo)測(ce)試(shi)合(he)格(ge)的(de)產(chan)品(pin),也(ye)可(ke)能(neng)在(zai)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),因(yin)靜(jing)電(dian)而(er)對(dui)MOS管及集成電路芯片造成輕微的損傷,從而影響電源模塊的壽命及可靠性。在生產環境中引入靜電防護係統(采用人體防靜電接地、地坪防靜電接地和操作裝置、儀器的防靜電接地等方式)後,則可以有效避免對MOS管guan及ji集ji成cheng電dian路lu芯xin片pian造zao成cheng的de損sun傷shang。電dian子zi元yuan器qi件jian防fang靜jing電dian損sun傷shang是shi一yi項xiang複fu雜za的de係xi統tong工gong程cheng,它ta貫guan穿chuan於yu係xi統tong或huo設she備bei研yan製zhi與yu生sheng產chan的de全quan過guo程cheng。從cong元yuan器qi件jian采cai購gou、包裝、運輸、庫存、安裝、調試、試驗直至用戶使用,全過程、全方位、全員都應遵循防靜電損失的一係列相關措施。防護是一個係統工程,要有設備的投入、renyuandetouruyijiyouxiaodeguanlihezhidu。youcikejian,yigejingdianfanghuxitongdehaohuai,zhijiefanyingchuyigeqiyedepinzhiguanlishuiping,shiyigeqiyeshilidezhanxian。
濕度不能太高,也不能太低
潮chao濕shi能neng滲shen入ru多duo孔kong性xing材cai料liao內nei,造zao成cheng導dao電dian體ti之zhi間jian漏lou電dian通tong路lu,產chan生sheng氧yang氣qi,零ling部bu件jian吸xi潮chao使shi絕jue緣yuan電dian阻zu降jiang低di,隔ge離li耐nai壓ya能neng力li下xia降jiang。然ran而er過guo度du的de幹gan燥zao也ye會hui使shi某mou些xie材cai料liao變bian脆cui、表麵粗糙,甚至產生靜電,故生產環境對電源的可靠性也會產生一定的影響。
大多數電源模塊的生產都是將元件焊在小塊的PCB板(印刷電路板)上,然後將小塊的PCB板用樹脂灌封到外殼中。在生產過程中,如生產環境濕度較高,尤其是南方多雨季節時,空氣中的水分就會凝結到PCB板及元件上,即使在用樹脂灌封時,通過真空除泡工藝除去氣泡,也無法將PCB板及元件上的水分去除。當電源模塊工作在較高的環境溫度時,PCB板ban及ji元yuan件jian上shang的de水shui分fen汽qi化hua膨peng脹zhang,導dao致zhi電dian源yuan模mo塊kuai出chu現xian裂lie痕hen,拉la斷duan內nei部bu的de變bian壓ya器qi線xian,或huo引yin入ru外wai界jie的de濕shi氣qi,腐fu蝕shi電dian源yuan模mo塊kuai內nei部bu的de元yuan件jian或huo造zao成cheng模mo塊kuai內nei部bu的de電dian路lu短duan路lu。對dui於yu隔ge離li電dian壓ya要yao求qiu較jiao高gao的de場chang合he,PCB板及元件上的水分也會降低電源模塊的隔離能力,甚至造成初次級間的擊穿,出現嚴重後果。
過guo低di的de濕shi度du也ye會hui使shi空kong氣qi中zhong漂piao浮fu太tai多duo的de粉fen塵chen,影ying響xiang電dian源yuan模mo塊kuai的de品pin質zhi。過guo低di的de濕shi度du也ye會hui因yin人ren員yuan的de走zou動dong產chan生sheng靜jing電dian電dian荷he,即ji使shi通tong過guo靜jing電dian防fang護hu係xi統tong的de保bao護hu,也ye可ke能neng造zao成cheng元yuan器qi件jian的de靜jing電dian損sun傷shang或huo軟ruan擊ji穿chuan,造zao成cheng同tong前qian麵mian講jiang述shu同tong樣yang的de後hou果guo。
在生產環境中引入空調係統、抽濕係統,可以使生產環境的濕度保持一個合適的水平,避免因水分凝結或空氣過分幹燥而對電源模塊可靠性造成不良的影響。

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高溫、低溫對元器件均會有不同程度的影響
生產環境的溫度同樣需要嚴格控製。高溫、低溫對元器件均會有不同程度的影響。
高溫環境會使電源內的電阻、電感、電容、電功率係列等電性能參數發生變化,使絕緣子變軟從而造成絕緣失效;活動性元件可能因膨脹卡死而使結構失效,塗覆表麵起泡,氧化和其他化學反應加速,潤滑劑粘度降低和蒸發而喪失潤滑性;由於物理膨脹而使活動部件的磨損增加及其結構強度下降等。
低溫環境會使電源的塑料和橡膠失去柔性而變脆,有潮氣時會出現結冰,潤滑劑變成膠質且變粘而失去潤滑性;塗覆表麵龜裂;由於物理性收縮而使結構失效,改變電和機械功能等。
電源模塊,尤其是小體積的1W、2W電源模塊,往往采用內徑小於5mm的de磁ci環huan繞rao製zhi變bian壓ya器qi,繞rao製zhi這zhe類lei變bian壓ya器qi隻zhi能neng用yong手shou工gong生sheng產chan,在zai生sheng產chan溫wen度du較jiao高gao時shi,生sheng產chan員yuan工gong手shou掌zhang會hui出chu汗han,在zai繞rao製zhi變bian壓ya器qi時shi,手shou上shang的de汗han會hui留liu在zai變bian壓ya器qi上shang,其qi中zhong的de水shui分fen及ji鹽yan分fen會hui對dui變bian壓ya器qi的de漆qi皮pi造zao成cheng損sun傷shang,降jiang低di變bian壓ya器qi的de絕jue緣yuan能neng力li,會hui對dui電dian源yuan模mo塊kuai的de可ke靠kao性xing造zao成cheng潛qian在zai的de影ying響xiang。
在生產車間安裝空調調溫係統,保證車間溫度維持在26度左右,使生產員工有一個清涼舒適的環境,才能生產出品質可靠的電源模塊產品。
粉塵會影響電性能
較多的粉塵會擦傷電源、磨損精加工表麵,造成氣孔堵塞,潤滑劑被汙染,絕緣件汙染,產生電暈通路,使電性能降低。
如生產環境不清潔,空氣中飄浮的灰塵落在PCB板上,元件虛焊、假jia焊han的de情qing況kuang會hui大da大da增zeng加jia,不bu但dan對dui產chan品pin的de生sheng產chan合he格ge率lv造zao成cheng一yi定ding影ying響xiang,也ye會hui對dui產chan品pin的de可ke靠kao性xing及ji產chan品pin的de壽shou命ming造zao成cheng一yi定ding影ying響xiang。注zhu重zhong生sheng產chan環huan境jing的de清qing潔jie,搞gao好hao5S管理,是確保生產出合格、可靠產品的一個保證。
北方的天氣沙塵、粉塵較南方厲害,故需更加注意控製,可采用空氣過濾、密封、排煙係統等方法加以解決。
儲存和保管
儲(chu)存(cun)和(he)保(bao)管(guan)不(bu)當(dang)是(shi)造(zao)成(cheng)元(yuan)器(qi)件(jian)可(ke)靠(kao)性(xing)降(jiang)低(di)或(huo)失(shi)效(xiao)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin),必(bi)須(xu)給(gei)予(yu)重(zhong)視(shi)並(bing)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi)。如(ru)貨(huo)倉(cang)的(de)溫(wen)度(du)和(he)濕(shi)度(du)應(ying)控(kong)製(zhi)在(zai)規(gui)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei),使(shi)用(yong)防(fang)潮(chao)箱(xiang),注(zhu)意(yi)防(fang)潮(chao)、防靜電,不應使有害氣體存在,並定期進行重檢。
存(cun)放(fang)器(qi)件(jian)的(de)容(rong)器(qi)應(ying)采(cai)用(yong)不(bu)易(yi)帶(dai)靜(jing)電(dian)及(ji)不(bu)易(yi)引(yin)起(qi)元(yuan)器(qi)件(jian)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)材(cai)料(liao)製(zhi)成(cheng),定(ding)期(qi)檢(jian)查(zha)敏(min)感(gan)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian)等(deng)。電(dian)子(zi)原(yuan)材(cai)料(liao)搬(ban)運(yun)及(ji)取(qu)放(fang)還(hai)應(ying)注(zhu)意(yi)輕(qing)拿(na)輕(qing)放(fang),陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)、磁性材料等都是易摔裂的原材料,使用及搬運時尤其應注意。
綜上所述,生產環境的管理是電源模塊可靠性的一個重要保證,這些管理需要企業人力、物力的投入,需要將各項管理措施落到實處,而不是隻寫在紙上,講在會上,貼在牆上。
生產環境的管理水平,集中體現了一個電源模塊製造企業的生產能力及生產實力,隻有靠品質生存的企業才是真正基業長青的企業。
在(zai)人(ren)們(men)日(ri)益(yi)依(yi)賴(lai)現(xian)代(dai)科(ke)技(ji),作(zuo)為(wei)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)能(neng)量(liang)來(lai)源(yuan),電(dian)源(yuan),已(yi)成(cheng)為(wei)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)甚(shen)至(zhi)是(shi)最(zui)為(wei)關(guan)鍵(jian)的(de)元(yuan)件(jian),電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)可(ke)靠(kao)性(xing)也(ye)日(ri)益(yi)引(yin)起(qi)各(ge)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)的(de)重(zhong)視(shi),這(zhe)也(ye)對(dui)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)的(de)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)提(ti)出(chu)了(le)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu),生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)的(de)評(ping)估(gu)、生產管理的評估也被列為供應商評估的重要內容。
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參考文獻:
1 電子元器件可靠性工程
2 IEC300-1 《可信性大綱管理》
3 IEC300-3 《可靠性大綱要求和任務》
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