DC/DC模塊中的電容失效如何排查?

日期:2024-04-26 16:23:56 瀏覽量:504 標簽: 創(chuàng)芯在線檢測

近年來,開關式電源轉換器已廣泛應用于多領域現(xiàn)代電子技術,包括工業(yè)、商業(yè)、公用事業(yè)和消費市場?;诘凸β蔇C/DC轉換的應用,大多數(shù)現(xiàn)代電源轉換是使用三種主要類型的電源轉換器完成的,分別是降壓、升壓和降壓-升壓。但在專門的應用程序中,往往使用傳統(tǒng)拓撲的高級組合或增強變體。雖能在文獻中查到多種DC/DC轉換器拓撲結構,但沒有一種解決方案可以滿足所有應用的需求,故而定制化成為必經(jīng)之途。

轉換技術在工業(yè)、研發(fā)和日常生活中得到了廣泛的應用,對其失效排查的需求也大幅增多。開關式電源轉換器內部包含電容,出現(xiàn)失效該怎么排查?創(chuàng)芯檢測將通過案例,介紹對此類模塊進行失效分析的基本步驟。

一、案例背景

客戶DC/DC轉換器模塊封裝完成后,篩選發(fā)現(xiàn)部分模塊輸出異常,遂將失效品送測。我們排查發(fā)現(xiàn)輸入端濾波電容存在異常,便著手進行失效分析。經(jīng)外觀檢查、X-Ray檢查、開蓋檢查、研磨切片等檢測方法由外及內、逐層深入,最終失效原因展現(xiàn)在我們眼前。

二、分析過程

1、外觀檢查:

先對器件整體進行外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)塑封體有崩邊、裂紋、孔洞、打磨等明顯異常;引腳鍍層完好,無明顯氧化、腐蝕等跡象。下一步開始對內部進行探查。

外觀檢查

2、X-ray檢查:

由于前期已發(fā)現(xiàn)輸入端濾波電容存在異常,為了進一步確認來料封裝,通過X射線對模塊封裝內部檢查,但這一步未發(fā)現(xiàn)模塊內部空洞、焊接、斷線、裂縫等異常。非破壞性檢測沒能找到確切失效點,接下來需要引入破壞性檢測。

X-ray檢查

3、開蓋檢查:

采用物理和化學方法對模塊去除封裝,在其表面未發(fā)現(xiàn)電容器缺損、開裂等異常。失效原因要從內部進行探查。對于電容可采用結構內部檢查。

開蓋檢查

4、研磨切片:

電容內部結構為層狀,故適合通過切片測試逐層觀察并排查失效點。按照金相切片檢測流程,將樣品制作切片并通過電鏡觀察,分別對C1、C2兩個電容器內部各層進行結構分析,發(fā)現(xiàn)C1電容內部介電層存在開裂現(xiàn)象,失效點得以確定。

C1電容剖面整體形貌

三、失效原因揭示及總結:

完成由外及內的各項檢測,結論為:DC-DC轉換器模塊內部輸入端濾波電容器內部開裂缺陷,導致為本地器件供電的電路雜波增大,電路穩(wěn)定性下降,最終導致模塊輸出異常。

電容內部開裂的成因較為復雜,包括內部應力、機械震動、溫度變化等都可能引起電容內部開裂。而在模塊封裝過程中引起的溫變及震動等不利因素,也會導致電容內部的開裂。

最后,電容開裂引起的系統(tǒng)失效十分常見,特別是在開關式電源轉換器廣泛應用的今天,這一失效發(fā)生的幾率大大增多,精準定位失效原因是避免此類事故再度發(fā)生的前提。對于各類元器件的失效情況,創(chuàng)芯檢測能運用專業(yè)的設備、根據(jù)嚴謹流程進行分析,并給出合理規(guī)避建議。廣大客戶如有此方面的需求,歡迎致電創(chuàng)芯在線檢測實驗室。全國熱線4008-655-800。

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