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開關(guān)電源失效分析方法

X射線分析技術(shù)
在開關(guān)電源工藝失效分析中，所使用的X射線檢查是一種多用途手段。它可以作為確定元件內(nèi)部狀態(tài)的純粹非破壞性方法，也可以確定內(nèi)部損壞和性能下降程度的診斷手段或用于幫助解剖，描繪每個(gè)元件與其他元件和外罩的相對接近程度，通過進(jìn)行兩次相差90°的觀察，可以獲得有關(guān)元件內(nèi)部幾何形狀的基本資料，當(dāng)元件被打開進(jìn)行直觀檢查時(shí)，可以找到異常情況。
作為一種分析手段，X射線照相檢查允許直接檢查印制電路板組件的焊接部位是否存在開裂、分離以及各種制造異常現(xiàn)象。X射線的重要用途在于可以對不可見的部位進(jìn)行無損傷檢查，如小型電源適配器PCB焊點(diǎn)、PCB過孔、PCB走線及元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。X射線照相檢查可以為拆卸和解剖提供很大的幫助。
X射線照相過程：
1.從被檢查元件或者焊點(diǎn)開始。分析人員應(yīng)當(dāng)對元件和焊點(diǎn)的已有故障形式有所了解，還應(yīng)當(dāng)對元件和焊點(diǎn)的X射線照相檢查的優(yōu)越性有所了解。如果引起半導(dǎo)體器件損壞的原因有可能是靜電放電，那么，必須密切注意連接引線。有時(shí)需要調(diào)整元件的方向進(jìn)行觀察。在對元件的近距離觀察時(shí)，應(yīng)記下密度反差大的區(qū)域，并用阻隔或屏蔽方式進(jìn)行處理，確定檢查的佳取向，隨后將元件精確固定在控制系統(tǒng)內(nèi)，以便能平移通過所考察的區(qū)域。作為準(zhǔn)備進(jìn)行X射線照相分析的基本步驟，好能提前得到合格元件的比較樣品，并從元件制造商處獲得有關(guān)所考察區(qū)域的情況。
2.考慮選擇所需采用的輻射劑量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分析人員應(yīng)具備對所成像目標(biāo)的尺寸和密度的感性知識，并知道所要使用的外加電壓和電平的大致范圍。對密度非常大的元件進(jìn)行成像應(yīng)特別注意。如果為了透過元件需要X射線管耗散比較大瓦數(shù)的功率，則可以通過調(diào)節(jié)冷卻或者增加斑點(diǎn)尺寸來抵消所耗散的大功率。若元件用很輕的材料構(gòu)成，比如塑膠，則必須采用很低的電壓。
3.將元件固定在X射線系統(tǒng)中，以便進(jìn)行觀察。在一中提到過了獲取佳觀察需要選擇元件的方向。然而，固定不僅是對元件定向，較大的元件需要使用支架或夾具牢固地安裝到控制臺上。通常這些元件采用金屬結(jié)構(gòu)，可能干擾X射線照相觀察。因此在對元件定位時(shí)必須注意。在夾具和元件之間可以使用泡沫襯墊，使在考察元件時(shí)易于旋轉(zhuǎn)一定角度。在對靜電放電敏感的元件上，可以使用銅帶接地連接到機(jī)箱上。可以用鉛皮遮蓋住由于直接接觸X射線而有可能招致?lián)p壞的元件。
4.實(shí)際觀察。通過對元件的觀察，考慮輻射劑量所需要的調(diào)節(jié)以及固定元件之后，可以拍攝到X射線的佳照相圖像。
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開關(guān)電源老化篩選
功率老化是很有效的一種篩選方法，是高可靠開關(guān)電源產(chǎn)品必須進(jìn)行的篩選手段之一。功率老化通過對電源施加過電應(yīng)力，助使早期失效器件存在的潛在缺陷盡快暴露而剔除。它能有效的剔除器件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工藝缺陷。
功率老化通常是將開關(guān)電源置于高溫條件下，施加大的電壓、負(fù)載，以獲得足夠大的篩選應(yīng)力，達(dá)到剔除早期失效產(chǎn)品的目的。所施加的電應(yīng)力，包括輸入的交流高壓、大功率電源適配器老化、電壓沖擊。使開關(guān)電源內(nèi)部的元器件在老化過程中能經(jīng)受工作狀態(tài)下的大功耗和應(yīng)力。超功率老化顯然縮短老化時(shí)間，但也有可能使器件瞬時(shí)負(fù)載超過大額定值，使合格器件遭受損傷，甚至發(fā)生即時(shí)劣化或擊穿。有的產(chǎn)品可能暫時(shí)還能工作，但壽命卻縮短了。所以，對于超功率老化來說，并不是超得越多越有效果，而是應(yīng)該選擇一個(gè)佳的超負(fù)荷量。現(xiàn)在比較一致的方法是對電源施加大額定功率，適當(dāng)延長老化時(shí)間，是比較合理的電功率老化篩選方法。
可靠性篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的是要確定試驗(yàn)條件，包括試驗(yàn)的項(xiàng)目、試驗(yàn)應(yīng)力和試驗(yàn)時(shí)間。由于不同類型的產(chǎn)品，不同的生產(chǎn)廠家或使用不同的材料、結(jié)構(gòu)、工藝流程所生產(chǎn)的產(chǎn)品其失效機(jī)理是不同的，并且早期失效期與偶然失效期的分界點(diǎn)也不可能一樣，很難制訂一個(gè)適應(yīng)各種產(chǎn)品的統(tǒng)一的可靠性篩選試驗(yàn)條件。因此，必須針對產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行大量的可靠性試驗(yàn)或可靠性篩選摸底試驗(yàn)，掌握產(chǎn)品的失效分布以及失效機(jī)理與篩選試驗(yàn)項(xiàng)目、應(yīng)力和時(shí)間的關(guān)系，而后才能正確地?cái)M定出該產(chǎn)品的可靠性篩選試驗(yàn)條件。
顯然，如果可靠性篩選試驗(yàn)條件不妥當(dāng)，則可能會使一些產(chǎn)品因篩選試驗(yàn)強(qiáng)度不夠而造成可靠性和穩(wěn)定性不能滿足要求，或者因?yàn)槁┑舯匾�的篩選試驗(yàn)項(xiàng)目而使這部分早期失效品未能篩選出來。另外，也可能因篩選試驗(yàn)條件過嚴(yán)而把本來是好的產(chǎn)品剔除掉一部分。

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