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瑞彩祥云

作者:李帥,張秀鳳時間:2019-08-12來源:電子産品世界收藏

  李?帥,張秀鳳

本文引用地址:/article/201908/403619.htm

  (格力电器(合肥)有限公司,安徽 合肥 230088)

  摘?要:針對空調用因結構不良導致現象,本文從失效機理、工艺設計可靠性等方面进行分析。通过器件失效機理、結構对比、X-RAY等对器件进行全方位分析论断,分析结果表明:結構設計存在质量缺陷,在生产过程中因树脂注入黏度,造成现象。本次从器件本身可靠性設計、内部結構布局設計整改,提升器件产品质量。

  關鍵詞:固態繼電器;

  0 引言

  固態繼電器(Solidstate Relays,SSR)是一种全部由固态电子元器件组成的新型无触点开关器件,它利用电子元件(如发光二极管、双向可控矽等半导体器件)的开关特性,将可控矽和光耦结合,把功率驱动、功率调节、高低壓隔离三个特点集成到一起。当输出端导通时,即使输入端撤除后,输出端将仍然导通直至到其两端电压降低到0为止,可达到无触点无火花地接通和断开電路的目的,因此又被称为“无触点开关”。SSR实现弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制。本文从SSR失效機理、失效因素等方面进行分析,其整改方案思路可以为其他SSR厂家失效分析整改提供借鉴、参考意义。

  1 事件背景

  空调用固態繼電器引入A厂家器件后,售后工作可靠性表现不佳,通过X-RAY观察发现内部金線变形及绑定不良现象严重(如表1) ,同样过程通过全检也能发现金線绑定不良,问题急需进行攻克解决。

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  2 IPM失效原因及失效机理分析

  对固態繼電器原理图及实物图(如图1 和图2)核实,从SSR原理图查看左侧1、2、3、4引脚为低电压输入端,右侧5、6、8为高电压控制端。固態繼電器通过输入端发光二极管发射,通过光电感应控制6、8脚高压输出,来控制空调室内机电机的转速。

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  对固態繼電器进行X-RAY观察,A厂家固態繼電器結構是金線绑定进行1引脚与3、4引脚短路(如图3),B厂家固態繼電器是铜基板直接连接实现1引脚与3、4引脚短路(如图4)。通过图3、图4对比,能明显发现金線绑定結構与铜框架一体結構现象,通过X-RAY观察确定A厂家与B厂家输入端結構存在不同。

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  对A厂家、B厂家固態繼電器进行开封,发现固態繼電器发射极A厂家与B厂家結構有所不同。A厂家結構为1引脚与3、4引脚通过金線绑定连接(如图5),B厂家結構1引脚与3、4引脚是铜框架一体結構(如图6),由于后工序进行封装树脂流动、过程周转抖动及其他异常,导致输入端1引脚与3、4引脚金線绑定的变形及框架形变的异常现象。

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  对A厂家固態繼電器开封后观察金線绑定結構,发现由于绑定金線过长,在封装时树脂流动已经导致金線变形。B厂家由于結構的稳定性,开封后观察不存在此类现象(如图7)。

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  3 固態繼電器失效整改措

  施整改措施将固態繼電器的输入端結構进行调整,对固態繼電器1引脚与3、4引脚的金線绑定結構进行更改,改成与B厂家結構一致,使得1引脚与3、4引脚铜基板直接连接,实现发射极端1、3、4引脚框架結構一体化,一体化后同样实现直接短路,同时增加框架在生产过程的稳定性(如图8)。

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  4 整改效果验证

  整改後制品外觀上無差別,整改後制品與整改前制品在尺寸、結構等性能參數方面數值保持一致。

  核实内部結構状态,整改后制品输入端結構进行优化,输入端1引脚与3、4引脚由金線绑定改成一体化結構(如图9。其中,标注①为发光二极管金線绑定,标注②为結構更改处,其他部分結構不变),输出端强电部分結構不变,更改后弱电控制部分各项电性能参数不变。更改后避免了固態繼電器在生产过程中因树脂流动、过程周转抖动及其它异常,导致输入端1引脚与3、4引脚金線绑定的变形及框架形变的异常现象。

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  由于對輸入端弱電部分結構進行調整,器件半導體未做任何改動,使用原來的發光二極管、雙向可控矽等半導體器件,即做結構調整後不影響器件整體性能方面的參數值。同步對整改後新制品在管腳性能參數、極限參數進行測試,與整改前制品參數一致。器件單體性能及裝配整機性能測試驗證均無異常。

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  5 固態繼電器失效整改总结及意义

  通过对A厂家SSR产品单体結構分析,并从SSR失效機理、失效因素、可靠性等多方面進行核實,同步對B廠家SSR産品單體結構可靠性對比論證,發現需從器件本身進行整改。對不同廠家SSR結構進行對比分析,從其他SSR優點結構部分進行吸收優化,對分析評估SSR結構調整優化可以達到的借鑒要求,來提高産品可靠性,整改後效果明顯。

  通過此次整改,器件引入開發時需對器件單體可靠性進行詳細有效測試評估,通過與不同廠家對比結構分析,提煉不同廠家結構優勢,進行推動優化結構,以提高産品的結構可靠性,同步降低過程應用及售後失效率。

  參考文獻

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  [5] 余日光,史烽.固体繼電器研发项目风险管理研究[J].企业科技与发展,2013(09).

  作者簡介:

  李帅(1988-),男,助理工程师,研究方向:固態繼電器可靠性技术研究。

  本文來源于科技期刊《電子産品世界》2019年第8期第72頁,歡迎您寫論文時引用,並注明出處



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