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贴片場效應管管脚图-高压电容管脚断裂失效分析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2018-10-09 

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貼片管腳

引腳,又叫管腳,英文叫Pin。就是從集成電路(芯片)內部電路引出與外圍電路的接線,所有的引腳就構成了這塊芯片的接口。引線末端的一段,通過軟釺焊使這一段與印制板上的焊盤共同形成焊點。引腳可劃分爲腳跟(bottom)、腳趾(toe)、腳側(side)等部分。

贴片場效應管管脚图

部分贴片場效應管的管脚排列如图1。此外,我们]可利用万用表Rx1k档判别结型場效應管电极,黑表笔碰触一个电极,红表笔依次碰触另外两个电极,若两次测出的阻值都很大,则是P沟道且黑表笔接的是栅极。反之,两次阻值均很小,则是N沟道,黑表笔接的也是栅极,但此法不能用于测绝缘栅場效應管。

贴片場效應管管脚图

另外,还可用万用表估测结型場效應管的放大能力,如图2。手捏住栅极后,表针会向左摆动(或向右),但只要有明显摆动说明此管有放大能力,摆动小,放大能力弱。由于测量进g-结电窄上充有少量电荷,每次测量后要将g-s间短路一下,否则再次测可能表针不动。

对于大功率場效應管,如图6-6 (a)所示,从左至右,管脚排列基本为G、D、S极(散热片接D极):采用绝缘底板模块封装的特种場效應管通常有四个管脚,如图2示,上面的两个通常为两个S极(相连),下面的两个分别为G、D极;采用贴片封装的場效應管,如图2示,散热片是D极,下面的三个脚分别是G、D、S极。

贴片場效應管管脚图

贴片場效應管的种类

贴片場效應管管脚图

贴片場效應管管脚图-高压电容管脚断裂失效分析

环境应力筛选试验 (ESS试验)是考核导弹质量的必要手段。ESS试验中的随机振动试验旨在考核产品在结构、装配、应力等方面的缺陷。导弹在生产中要经历组件、舱段、全弹3级的ESS试验。在3级振动试验中多次出现发射机探测功率抖动或功率很小的故障现象,排查后发现是发射机组件的整流器电路板上高压电容的引脚在焊点处断裂引起。

整流器电路板上有10个贴片瓷介高压电容(在电路中起倍压或滤波作用),在两侧镀银电极焊接11 mm镀银铜丝后插装在印制板上,电容陶瓷底面距印制板小于0.5 mm,然后用电烙铁焊接,最后在电容底部涂1圈硅橡胶GD414以粘接固定在印制板上。通过对断口宏微观观察、化学成分分析和硬度检测、装配生产流程分析以及材料力学计算,确定断裂性质和原因,进而制定经济、可行、有效的补偿措施,并进行随机振动试验验证,从而使最终问题得到解决。这一研究对ESS试验的进行有较重要的工程应用价值。

工藝分析和改進措施

(1)固定膠分析和改進

硅橡胶拉伸强度为4~5 MPa,伸长率为100%~200%,分子间作用力弱,粘附性差,粘接强度低;而E-4X环氧树脂胶拉伸强度大于83 MPa,伸长率小于9%,粘合性好,粘接强度高,收缩率低,尺寸稳定。从性能上明显看出,E-4X环氧树脂胶才能对“悬臂梁”式的高压电容起到真正的固定作用。

對塗膠工序進行細化,要求環氧膠固定電容高度達到電容本體的1/3,並在兩肋形成山脊狀支撐,使高壓電容與E-4X一體,振動中不再顫振,引腳得到保護。

(2)生産流程分析和改進

审查整流器电路板装配生产流程,发现是先装配高压电容再装配其它元件,这样立式高压电容为最高点,周转或放置时,电容易受到磕碰或外力而造成歪斜,每批电路板测试或固定前发现部分高压电容有歪斜现象,固定前人工进行了扶正。更改工序即先装配其它元件和粘接立柱再装配高压电容。这样周转或放置时比高压电容稍高的立柱受力,保护了高压电容。改进工序前,先对电路板真空涂覆(在电容陶瓷面上形成约15 μm厚的派埃林薄膜材料),再涂硅橡胶固定。改进后,先在电容上涂环氧胶,再在整个电路板真空涂覆,这样在电容和胶外表面一体形成派埃林薄膜。由于派埃林薄膜表面粗糙度小于陶瓷面,胶在派埃林薄膜表面的接触角大于陶瓷表面(接触角越小润湿效果越好),改进后固定效果更好。

分析與改進結果

高壓電容是片式SMC,焊盤應設計成長方形的焊盤,焊接采用表面組裝技術(SMT)回流焊接,這樣高壓電容不再是“懸臂梁”,正應力會因質心降低和受力面積增大而大幅度減小。重新對電路板設計可從根本上解決問題,但涉及大批量在制品的報廢和返修,嚴重影響導彈的生産交付。

在X和Y方向隨機振動中高壓電容受交變的拉伸和剪切應力,矽橡膠粘接強度弱且固定不足高壓電容高度的1/5,基本沒有起到支撐作用,特別是Y向振動中電容在顫振,焊點處受到高頻率的剪切應力,最終導致彎曲疲勞斷裂。

電路板(試驗件)換膠後通過了加強考核的隨機振動試驗,隨後大批量正式産品進行返修。新投産的整流器電路板按照改進後的流程生産,用E-4X環氧樹脂膠固定高壓電容。返修後的産品和按改進措施新生産的産品在組件、艙段、全彈三級的ESS試驗均未再發生高壓電容引腳斷裂故障,表明問題得到解決。

結論

1)高壓電容引腳斷裂性質是疲勞斷裂;

2)裝配方式設計不合理,固定膠粘接強度不夠和工藝不完善是導致引腳斷裂的原因;

3)改用環氧膠和調整生産流程從工程上簡單、有效、經濟地解決了問題。


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