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贴片场效应管管脚图-高压电容管脚断裂失效分析-KIA MOS管

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贴片管脚

引脚,又叫管脚,英文叫Pin。就是从集成电路(芯片)内部电路引出与外围电路的接线,所有的引脚就构成了这块芯片的接口。引线末端的一段,通过软钎焊使这一段与印制板上的焊盘共同形成焊点。引脚可划分为脚跟(bottom)、脚趾(toe)、脚侧(side)等部分。

贴片场效应管 ——AO3403

部分贴片场效应管的管脚排列如图1。此外,我们]可利用万用表Rx1k档判别结型场效应管电极,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场效应管。

贴片场效应管管脚图

另外,还可用万用表估测结型场效应管的放大能力,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。

对于大功率场效应管,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场效应管通常有四个管脚,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;采用贴片封装的场效应管,如图2示,散热片是D极,下面的三个脚分别是G、D、S极。

贴片场效应管管脚图

贴片场效应管的种类

贴片场效应管管脚图

贴片场效应管管脚图-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。

工艺分析和改进措施

(1)固定胶分析和改进

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。

对涂胶工序进行细化,要求环氧胶固定电容高度达到电容本体的1/3,并在两肋形成山脊状支撑,使高压电容与E-4X一体,振动中不再颤振,引脚得到保护。

(2)生产流程分析和改进

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。

分析与改进结果

高压电容是片式SMC,焊盘应设计成长方形的焊盘,焊接采用表面组装技术(SMT)回流焊接,这样高压电容不再是“悬臂梁”,正应力会因质心降低和受力面积增大而大幅度减小。重新对电路板设计可从根本上解决问题,但涉及大批量在制品的报废和返修,严重影响导弹的生产交付。

在X和Y方向随机振动中高压电容受交变的拉伸和剪切应力,硅橡胶粘接强度弱且固定不足高压电容高度的1/5,基本没有起到支撑作用,特别是Y向振动中电容在颤振,焊点处受到高频率的剪切应力,最终导致弯曲疲劳断裂。

电路板(试验件)换胶后通过了加强考核的随机振动试验,随后大批量正式产品进行返修。新投产的整流器电路板按照改进后的流程生产,用E-4X环氧树脂胶固定高压电容。返修后的产品和按改进措施新生产的产品在组件、舱段、全弹三级的ESS试验均未再发生高压电容引脚断裂故障,表明问题得到解决。