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：510 標(biāo)簽: 創(chuàng)芯在線檢測(cè)
近年來(lái)，開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器已廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域現(xiàn)代電子技術(shù)，包括工業(yè)、商業(yè)、公用事業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)?；诘凸β蔇C/DC轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，大多數(shù)現(xiàn)代電源轉(zhuǎn)換是使用三種主要類型的電源轉(zhuǎn)換器完成的，分別是降壓、升壓和降壓-升壓。但在專門的應(yīng)用程序中，往往使用傳統(tǒng)拓?fù)涞母呒?jí)組合或增強(qiáng)變體。雖能在文獻(xiàn)中查到多種DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但沒有一種解決方案可以滿足所有應(yīng)用的需求，故而定制化成為必經(jīng)之途。
轉(zhuǎn)換技術(shù)在工業(yè)、研發(fā)和日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)其失效排查的需求也大幅增多。開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器內(nèi)部包含電容，出現(xiàn)失效該怎么排查？創(chuàng)芯檢測(cè)將通過案例，介紹對(duì)此類模塊進(jìn)行失效分析的基本步驟。
一、案例背景
客戶DC/DC轉(zhuǎn)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(cè)。我們排查發(fā)現(xiàn)輸入端濾波電容存在異常，便著手進(jìn)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(cè)方法由外及內(nèi)、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(duì)器件整體進(jìn)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(wú)明顯氧化、腐蝕等跡象。下一步開始對(duì)內(nèi)部進(jìn)行探查。
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(jìn)一步確認(rèn)來(lái)料封裝，通過X射線對(duì)模塊封裝內(nèi)部檢查，但這一步未發(fā)現(xiàn)模塊內(nèi)部空洞、焊接、斷線、裂縫等異常。非破壞性檢測(cè)沒能找到確切失效點(diǎn)，接下來(lái)需要引入破壞性檢測(cè)。
3、開蓋檢查：
采用物理和化學(xué)方法對(duì)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(nèi)部進(jìn)行探查。對(duì)于電容可采用結(jié)構(gòu)內(nèi)部檢查。
4、研磨切片：
電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)為層狀，故適合通過切片測(cè)試逐層觀察并排查失效點(diǎn)。按照金相切片檢測(cè)流程，將樣品制作切片并通過電鏡觀察，分別對(duì)C1、C2兩個(gè)電容器內(nèi)部各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)C1電容內(nèi)部介電層存在開裂現(xiàn)象，失效點(diǎn)得以確定。
三、失效原因揭示及總結(jié)：
完成由外及內(nèi)的各項(xiàng)檢測(cè)，結(jié)論為：DC-DC轉(zhuǎn)換器模塊內(nèi)部輸入端濾波電容器內(nèi)部開裂缺陷，導(dǎo)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(dǎo)致模塊輸出異常。
電容內(nèi)部開裂的成因較為復(fù)雜，包括內(nèi)部應(yīng)力、機(jī)械震動(dòng)、溫度變化等都可能引起電容內(nèi)部開裂。而在模塊封裝過程中引起的溫變及震動(dòng)等不利因素，也會(huì)導(dǎo)致電容內(nèi)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(guān)式電源轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用的今天，這一失效發(fā)生的幾率大大增多，精準(zhǔn)定位失效原因是避免此類事故再度發(fā)生的前提。對(duì)于各類元器件的失效情況，創(chuàng)芯檢測(cè)能運(yùn)用專業(yè)的設(shè)備、根據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)流程進(jìn)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(cè)實(shí)驗(yàn)室。全國(guó)熱線4008-655-800。
