玻璃封装的元件,如二极管、稳压管在产品环境应力筛选(以下简称ESS)时发生开裂现象,并且不属个别现象,不同批次不同产品上均发生此类问题,因而归结为玻璃封装元件的开裂问题,对其进行开裂原因的探讨并提出解决措施。下面众焱电子小编将接着《SMT贴片元件之玻璃封装元件的开裂问题探讨(二)》中的内容继续讲解探讨。
2)试验:按ESS试验要求进行。
3)结果:第1组二极管无破裂现象,第2组,第3组弟二极管有破裂现象(数量多)。
4)分析:通过放大二极管安装间隙,能避免二极管开裂,但第3组单个安装的二极管开裂说明还有其他应力存在如周边介质在环境变化中形成的应力,这种外力可能来自周边器件或散热板或者固化后的三防材料等,也有可能与一定条件下的振动因素有关,所以继续进行试验。
8、确定二极管开裂是否与振动有关
ESS试验施加的振动量级为6.06g时,试验中测得传导到产品模块上均方根加速度最高为25g~30g,超过了GJB128A中半导体器件的验收振动试验量值20g。初步分析,振动试验局部量值也有可能使二极管受到过应力损伤,经温度循环进一步激发,导致二极管开裂。
实际试验:
1)试验:选取5台产品进行ESS试验中的振动试验,选取另5台进行ESS试验中的二十个温度循环试验。
2)结果:前5台产品中二极管无一开裂现象。后5台产品中有二极管开裂现象。
3)分析:二极管开裂肯定不是由振动引起。温度应力是二极管开裂的一个因素。
二极管开裂与产品是否通电无关,不通电的也会出现二极管开裂。
9、确定二极管受到的外力是否为三防漆或电应力
选取10台产品继续进行ESS试验中的二十个温度循环试验,其中5台涂覆三防,5台不涂覆三防,仅在试验中进行通电检测。
试验结果为:前5台二极管有开裂现象,后5台二极管无开裂现象。
10、二极管开裂试验汇总表表1
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元件 内部应力 |
元件引脚 成形、剪切 |
元件 安装间隙 |
振动 |
温度循环 |
三防漆 |
分析因素 |
有影响 |
有影响 |
有影响 |
有影响 |
有影响 |
有影响 |
试验结果 |
正常 |
正常 |
开裂 |
正常 |
开裂 |
开裂 |
表1汇总了前几章试验情况,通过表1所列各项可以得出二极管开裂的原因为:器件排列较密,三防不能均匀的涂敷到二极管及其与相邻器件的间隙中,二极管与相邻器件的间隙中附着的三防漆较多,在温度循环中,特别是低温状态下,与器件表面形成的应力梯度较大,三防漆硬化收缩对二极管产生横向拉力,导致二极管开裂。通过放大二极管安装间隙(与相邻电阻以及与散热板)或者缩小器件本体直径,应可避免二极管开裂问题。
11、结论
玻璃封装元件的开裂与其安装间隙、涂覆三防漆应力、温度冲击有关。根据GJB3243要求,元件间隙应满足0.8mm要求,因此设计时需严格遵循此原则。根据QJ165A,元件涂覆时应考虑涂覆材料固化及温度循环时产生的应力对涂覆器件的影响,特别是玻璃封装器件应在涂覆前进行预处理,因此广州SMT贴片加工厂家针对此类元件应先涂覆应力作用小的硅胶后再涂覆三防漆,或者要求厂家制造玻璃封装器件时,玻璃釉外面由烤瓷漆工艺改为喷清漆相当于进行了预处理,能化解三防漆对二极管本体的应力。
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