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、通tong信xin等deng各ge領ling域yu發fa揮hui著zhe越yue來lai越yue大da的de作zuo用yong,電dian子zi設she備bei的de可ke靠kao性xing在zai一yi定ding程cheng度du上shang也ye決jue定ding了le各ge項xiang經jing濟ji活huo動dong的de有you效xiao運yun行xing,而er電dian源yuan模mo塊kuai雖sui然ran在zai電dian子zi設she備bei中zhong所suo占zhan的de成cheng本ben很hen低di,但dan可ke稱cheng為wei電dian子zi設she備bei的de“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。
guodideshiduyehuishikongqizhongpiaofutaiduodefenchen,yingxiangdianyuanmokuaidepinzhi。guodideshiduyehuiyinrenyuandezoudongchanshengjingdiandianhe,jishitongguojingdianfanghuxitongdebaohu,yekenengzaochengyuanqijiandejingdiansunshanghuoruanjichuan,zaochengtongqianmianjiangshutongyangdehouguo。
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5mmdecihuanraozhibianyaqi,raozhizheleibianyaqizhinengyongshougongshengchan,zaishengchanwendujiaogaoshi,shengchanyuangongshouzhanghuichuhan,zairaozhibianyaqishi,shoushangdehanhuiliuzaibianyaqishang,qizhongdeshuifenjiyanfenhuiduibianyaqideqipizaochengsunshang,jiangdibianyaqidejueyuannengli,huiduidianyuanmokuaidekekaoxingzaochengqianzaideyingxiang。
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(hao)5S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
chucunhebaoguanbudangshizaochengyuanqijiankekaoxingjiangdihuoshixiaodelingyigezhongyaoyuanyin,bixugeiyuzhongshibingcaiquxiangyingdecuoshi。ruhuocangdewenduheshiduyingkongzhizaiguidingfanweinei,shiyongfangchaoxiang,zhuyifangchao、防靜電,不應使有害氣體存在,並定期進行重檢。
cunfangqijianderongqiyingcaiyongbuyidaijingdianjibuyiyinqiyuanqijianhuaxuefanyingdecailiaozhicheng,dingqijianzhamingandeyuanqijiandeng。dianziyuancailiaobanyunjiqufanghaiyingzhuyiqingnaqingfang,taocidianrong、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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