問題提出:
你設(shè)計(jì)或使用的電源是不是有遇到過效率低?溫升過高?甚至使用時(shí)莫名炸機(jī)等情況?而當(dāng)你費(fèi)了九牛二虎之力去確認(rèn)系統(tǒng)性能時(shí)卻不能準(zhǔn)確定位原因,那么你是否想到有一種可能:你所使用的功率分立器件為虛標(biāo)產(chǎn)品。近幾年,西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心(國家級(jí)CNAS實(shí)驗(yàn)室)接到許多MOSFET應(yīng)用廠家委托的失效分析申請(qǐng),許多應(yīng)用廠家反饋選用某MOSFET廠商提供的產(chǎn)品并嚴(yán)格按照廠商提供的規(guī)格書使用,但應(yīng)用系統(tǒng)出廠檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)輸出效率低,溫升高,甚至系統(tǒng)炸機(jī)等情況,經(jīng)西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心分析發(fā)現(xiàn)部分應(yīng)用廠家所使用的 MOSFET產(chǎn)品存在虛標(biāo)現(xiàn)象,如 MOSFET電流虛高,電壓虛高,導(dǎo)通電阻虛低,低成本封裝等,功率分立器件行業(yè)中這種虛標(biāo)亂象使許多應(yīng)用廠家苦不堪言。。。。。。
那么什么是虛標(biāo)亂象呢? 在征得MOSFET應(yīng)用廠家(實(shí)驗(yàn)委托方)同意后,西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心將幾個(gè)典型的MOSFET虛標(biāo)案例分享給大家。
案例一:
在去年大概8月份的時(shí)候,有一個(gè)客戶一直批量生產(chǎn)的一款18W電源出現(xiàn)了老化中失效的現(xiàn)象,失效比率接近百分之一。由于該客戶該款產(chǎn)品產(chǎn)量特別大,因此客戶立即停線并委托我們實(shí)驗(yàn)室對(duì)該案子展開了分析。
經(jīng)過對(duì)該案子背景信息咨詢,我們了解到客戶的這款產(chǎn)品時(shí)一款已經(jīng)生產(chǎn)了兩年的老產(chǎn)品,采用了國內(nèi)某半導(dǎo)體企業(yè)的4N60的mosfet作為開關(guān)執(zhí)行器件??蛻羰窃谧鯟OST DOWN之后換了供應(yīng)商,然后出現(xiàn)了這樣的問題,出問題之后客戶多次將所有供應(yīng)商集合在一起進(jìn)行失效分析,但都彼此扯皮,問題遲遲得不到解決,萬不得已才委托我們實(shí)驗(yàn)室展開分析。
客戶送樣良品電源板3pcs,失效板20PCS。得到樣品后公司首先對(duì)3pcs良品系統(tǒng)板進(jìn)行全面測(cè)試,未發(fā)現(xiàn)任何異常。僅僅是最差電壓下的電壓尖峰余量不足,最差的離標(biāo)稱電壓僅有10V左右的余量,因此懷疑客戶產(chǎn)線測(cè)試電源波動(dòng)較大,同時(shí)要求客戶進(jìn)行了驗(yàn)證,但客戶反饋其產(chǎn)線電壓波動(dòng)在合理范圍內(nèi)。進(jìn)一步對(duì)失效板上的所有失效器件進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)客戶器件失效現(xiàn)象均比較一致,在源極搭線附近有比較集中的彈坑裝瞬間擊穿熱熔點(diǎn)。于是要求客戶寄來該失效批次的良品MOSFET進(jìn)行測(cè)試,通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),該批MOSFET電壓嚴(yán)重不足,有采用500V器件冒充600V的可能性,因?yàn)樗鶞y(cè)送樣良品器件電電壓均為540-590之間,這樣的電壓值在保證器件廠的余量規(guī)格后,是500V器件的可能性極大,因此懷疑客戶供應(yīng)商采用500V器件打600V的標(biāo)來出售。
案件真相大白,于是將結(jié)果告知客戶。
案例二:
MOSFET低成本封裝現(xiàn)象在行業(yè)內(nèi)也較常見,2014年我實(shí)驗(yàn)室接到一單外部電源廠失效分析申請(qǐng),據(jù)客戶反映,相同的電源系統(tǒng)使用供貨商提供的新批次MOSFET后,溫升實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MOSFET塑封料表面溫度較之前批次高出約5~7℃,但換回舊批次后溫升試驗(yàn)結(jié)果正常,MOSFET廠商未提供任何新批次產(chǎn)品更改說明,經(jīng)西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心FA實(shí)驗(yàn)室后對(duì)該MOSFET新舊批次進(jìn)行線徑,錫層厚度,芯片大小測(cè)量均未發(fā)現(xiàn)明顯差異,進(jìn)一步推die后測(cè)量其框架厚度,發(fā)現(xiàn)兩者存在較大差異,其中新批次產(chǎn)品框架載片部分厚度較舊批次減小約31.5%,所以初步確認(rèn)溫升試驗(yàn)結(jié)果差異系為新批次產(chǎn)品框架載片部分減薄導(dǎo)致。
由以上幾個(gè)案例可見虛標(biāo)亂象危害極大,接下來,我們將從系統(tǒng)工作方案為大家分析虛標(biāo)亂象所帶來的巨大危害。
1. MOSFET電壓反應(yīng)在DATASHEET中就是BVDSS參數(shù),也稱為漏-源擊穿電壓,表征MOSFET漏源極承受電壓的能力。在電源系統(tǒng)中,由于寄生電容、電感、反射電壓、電網(wǎng)波動(dòng)、電路振蕩等因素實(shí)際加載MOSFET漏源端的電壓遠(yuǎn)高于交流電輸入的整流電壓。因此,應(yīng)用端一般會(huì)對(duì)該參數(shù)降額選?。?0%-95%之間)。當(dāng)設(shè)計(jì)好一塊電源后,MOSFET電壓余量也是固定的,假若600V的MOSFET,開機(jī)降額我們?nèi)?5%就是570V,如果這時(shí)購買的600V的MOSFET實(shí)際電壓低于600V,存在電壓虛高現(xiàn)象,那么可能會(huì)出現(xiàn)大批量開機(jī)失效,給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失及不良的影響。
2. MOSFET電流反應(yīng)在datasheet中就是ID參數(shù),定義為產(chǎn)品可允許通過的最大連續(xù)電流。表征MOSFET漏源端可承受電流的能力,對(duì)于該參數(shù)的選擇也會(huì)進(jìn)行降額使用。在不考慮器件損耗引起溫升的前提下,通常在1/3~1/4標(biāo)稱電流范圍內(nèi)進(jìn)行使用。由于該參數(shù)即使存在虛標(biāo),但一般幅度相對(duì)比較小,同時(shí)我們降額幅度又比較大,大多數(shù)情況不會(huì)馬上表現(xiàn)出來,但器件較長期的使用在較大電流情況下,產(chǎn)品性能退化較快,從而影響系統(tǒng)整機(jī)的壽命
3. MOSFET導(dǎo)通電阻反應(yīng)在DATASHEET中就是RDSON參數(shù),定義為該產(chǎn)品導(dǎo)通后的溝道電阻,該參數(shù)與通態(tài)功率損耗,系統(tǒng)溫升,效率等密切相關(guān),假設(shè)系統(tǒng)提供商使用了導(dǎo)通電阻虛低的MOSFET,系統(tǒng)端就會(huì)出現(xiàn)比方案設(shè)計(jì)較大的通態(tài)開關(guān)損耗,系統(tǒng)溫升也會(huì)較設(shè)計(jì)增大,如果是電源系統(tǒng),其系統(tǒng)效率也會(huì)大大降低。
諸位看客,接下來你一定會(huì)問:那么這種亂象是如何產(chǎn)生的?作為應(yīng)用廠家如何有效判斷并避免使用虛標(biāo)MOSFET,西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心將做會(huì)進(jìn)行后續(xù)專題報(bào)道,敬請(qǐng)期待。。。。
先頂上去,。慢慢看,,
學(xué)習(xí)了,很受用!同意樓主的分析,我們是做開關(guān)電源適配器的小廠,也曾遇到樓主說的問題,做系統(tǒng)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)溫升較高,最后,器件拆機(jī)后做了電性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)好多參數(shù)都嚴(yán)重偏離Typical value,尤其是RDSON,用國外的器件就沒有什么問題,哎,國內(nèi)MOS傷不起啊。
請(qǐng)問樓主,西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心是個(gè)什么機(jī)構(gòu)??
追問:
貴實(shí)驗(yàn)室是否對(duì)外承接測(cè)試項(xiàng)目
樓上的,多謝關(guān)注!
西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心是西北一家功率器件性能測(cè)試,失效分析,可靠性試驗(yàn),系統(tǒng)端應(yīng)用測(cè)試為一體的國家級(jí)CNAS實(shí)驗(yàn)室,目前,與諸多高校,研究所有合作項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)室除了進(jìn)行自己公司產(chǎn)品的評(píng)測(cè)外,也對(duì)外承接第三方測(cè)試申請(qǐng),詳請(qǐng)關(guān)注:http://www.semipower.com.cn
mark一下,慢慢學(xué)習(xí) 樓主分析的太詳細(xì)了,技術(shù)精湛啊。學(xué)習(xí)了 大驚小怪,在中國的市場(chǎng)上,充斥著假冒偽劣,不管是原材料還是成品或半成品;不管是電子行業(yè)還是其他行業(yè)。據(jù)說,美國的軍購都有中國的假貨。哈哈,樓上說的沒錯(cuò),目前,國內(nèi)的MOS市場(chǎng)還是有很多亂象,盡管如此,我們還是希望國貨當(dāng)自強(qiáng)!
對(duì)于MOS應(yīng)用廠家,用國外MOS,性能是好,但成本太高,用不起?。挥脟鴥?nèi)MOS,又有很多問題,不過整體上這幾年國內(nèi)自主品牌的MOS發(fā)展勢(shì)頭還是不錯(cuò)的。。。
很實(shí)用的帖子,期待后續(xù)。
大作必須點(diǎn)贊
樓主我只想知道我們做電源如果保證買到實(shí)在正品MOS?求解答
如何買到正品MOSFET?
如果你已經(jīng)買到產(chǎn)品了,可以對(duì)已買到的MOS進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,這個(gè)方法直接有力,結(jié)果不容質(zhì)疑,但需要專業(yè)的測(cè)試設(shè)備以及技術(shù)人員,測(cè)試驗(yàn)證方法如下:
電流虛高---可以用輸出曲線測(cè)試法或者最大雪崩電流測(cè)試法;
電壓虛高---可以用反壓曲線測(cè)試法;
導(dǎo)通阻抗虛低---可以用直流參數(shù)RDSON測(cè)試法;
低成本封裝---可以用熱阻測(cè)試法或者可靠性篩選法。
大家還有什么好的方法,拿出來討論一下。。。。
期待樓主詳細(xì)介紹一下電流虛高,電壓虛高,高通阻抗虛低,低成本封裝依靠測(cè)試評(píng)判的方法。以后我們也有自己做評(píng)測(cè),讓虛標(biāo)MOS,假M(fèi)OS無處遁形。。。。哈哈。。。
樓上,你好,具體的評(píng)測(cè)方法我正在整理中,屆時(shí)重磅發(fā)布,敬請(qǐng)期待。。。 樓主的分析有道理,對(duì)于電流,電壓虛標(biāo)現(xiàn)象,我們可以通過測(cè)試鑒別。但對(duì)于低成本封裝,比如案例中提到的框架厚度偏薄,甚至工藝上金屬層的減薄,打線更改等這種隱形的,怎樣在器件使用前快速有效鑒別呢?期待樓主的分享…… 對(duì)于具體到產(chǎn)品內(nèi)部的打線,框架,錫層,背金等最有效,最直接的方法就是做DPA測(cè)量,詳細(xì)方法我正在整理中,敬請(qǐng)期待。。。樓主答復(fù)很及時(shí),好人啊
怎么發(fā)現(xiàn)樓主的高度總我等可望不可企及啊。。。。。
能不能分析一下目前行業(yè)中虛標(biāo),假貨這種亂象的根源是什么????????
樓上的,共勉,共勉
為什么會(huì)出現(xiàn)虛標(biāo)亂象呢,以下是我個(gè)人理解,與大家探討一下
1.1 設(shè)計(jì)缺陷,產(chǎn)品性能不能滿足或臨界滿足設(shè)計(jì)要求,但任然使用設(shè)計(jì)標(biāo)稱值提供客戶;
1.2 降低封裝成本,使用低性能的塑封料、框架、線材等使產(chǎn)品性能下降,但任然使用設(shè)計(jì)標(biāo)稱值提供客戶;
1.3 制程控制能力較弱,產(chǎn)品性能波動(dòng)較大,但未按照性能分檔或進(jìn)行帥選,而是整批按照設(shè)計(jì)標(biāo)稱值提供客戶;
1.4 業(yè)界對(duì)于標(biāo)稱電流,電壓制定沒有統(tǒng)一的制定規(guī)范,所以MOSFET廠家都各行其道,為了最大獲利,在產(chǎn)品命名時(shí)可能會(huì)存在虛標(biāo)的現(xiàn)象,大家有沒有注意到英飛凌的命名與眾不同,很重要的一個(gè)原因就是為了避免陷入虛標(biāo)的尷尬。
期待你的大作讓大家久等了。。。。。
經(jīng)過樓主加班加點(diǎn), 廢寢忘食、夜以繼日、不辭辛勞、精益求精終于大功有所修為,為大家奉上絕世秘籍:功率分立器件行業(yè)亂象大揭秘--第二章"如何有效判斷產(chǎn)品為虛標(biāo)產(chǎn)品"
2.1 MOSFET電流是否虛高判斷方法
可通過掃描MOSFET輸出特性曲線方法判定,具體方法及結(jié)果舉例如下。
2.2 MOSFET電壓是否虛高判斷方法
可通過測(cè)試BVDSS參數(shù)或MOSFET反壓曲線掃描方法判定,具體方法及結(jié)果舉例如下。
A. BVDSS參數(shù)測(cè)試法:
2.3 MOSFET 導(dǎo)通電阻是否虛低判斷方法
可通過測(cè)試RDSON(導(dǎo)通電阻)參數(shù)驗(yàn)證,具體方法及結(jié)果舉例如下。
2.4 MOSFET是否為低成本封裝產(chǎn)品判斷方法
可采用三種方法進(jìn)行驗(yàn)證,一種為非破壞性的熱阻測(cè)試,評(píng)估散熱框架優(yōu)劣可通過測(cè)試Rjc參數(shù)(結(jié)到散熱片熱阻),評(píng)估塑封料優(yōu)劣可通過測(cè)試Rjm參數(shù)(結(jié)到塑封料熱阻),第二種為破壞性的封裝解剖測(cè)試,可通過專業(yè)儀器測(cè)量框架薄厚,錫層厚度,線徑,塑封料成分分析等方法確認(rèn)產(chǎn)品封裝質(zhì)量水平,第三種則可采用更為有效的可靠性實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證,三種具體方法及結(jié)果舉例如下:
大作又有更新,必須贊。 很專業(yè)的帖子,值得我們做電源的人學(xué)習(xí)。
樓主好人啊。。。
圖文并茂說的很詳細(xì),不太理解你幾種方法中所說的熱阻Rjm測(cè)試法,這個(gè)好像沒聽說過哦,產(chǎn)品手冊(cè)上也沒有這個(gè)參數(shù)吧?
樓上童鞋你好,準(zhǔn)備下班了,看到你的問題,所以加班給你回復(fù)。。。。。
想必大家都熟悉MOS產(chǎn)品Rjc,Rja等熱阻參數(shù),但Rjm到底是什么呢?關(guān)于這個(gè)參數(shù)在國內(nèi)外MOS產(chǎn)品datasheet上應(yīng)該都找不到的,因?yàn)檫@個(gè)參數(shù)是我們西安功率器件測(cè)試應(yīng)用中心測(cè)試實(shí)驗(yàn)室在一次系統(tǒng)測(cè)試中產(chǎn)生靈感自主開發(fā)的,具體故事后面再給大家說道,說道。
Rjm代表的是MOS工作時(shí)結(jié)到塑封料散熱能力,通過該參數(shù)可以得知系統(tǒng)工作時(shí)MOS產(chǎn)品通過塑封料散熱的能力強(qiáng)弱,Rjm是一個(gè)很實(shí)用的熱阻參數(shù),先圖解分析一下,如下圖所示,無論插件,或者標(biāo)貼產(chǎn)品實(shí)際工作時(shí)結(jié)所產(chǎn)生的熱都會(huì)通過塑封料傳導(dǎo)散出,再到空氣中,尤其是TO220F產(chǎn)品主要是通過該通道散熱。一般的,如果塑封料分層,塑封料中環(huán)氧樹脂質(zhì)量較差,或者成分比例較小時(shí),在相同的測(cè)試外圍條件下(加熱功率,熱沉冷卻能力,接觸壓強(qiáng)等)Rjm均會(huì)明顯的增大,所以通過該測(cè)試方法第一可以直接知道MOS產(chǎn)品在實(shí)際工作時(shí)通過塑封料散熱能力的強(qiáng)弱,其次可通過歷史比對(duì)反應(yīng)現(xiàn)在塑封料工藝制程控制的好壞。
以上個(gè)人對(duì)Rjm理解,希望與高手切磋。
樓主好人啊!強(qiáng)烈要求老板給你加工資
身邊的好多人確實(shí)不知道這個(gè)參數(shù),樓主強(qiáng)人啊,自主發(fā)明!結(jié)合樓主的解釋,自己也上網(wǎng)查了一下MOS熱阻的相關(guān)內(nèi)容,已大概了解RJM參數(shù)了,會(huì)持續(xù)關(guān)注樓主。
樓主,貴公司熱阻測(cè)試用的什么設(shè)備?竟然還可以自主開發(fā)測(cè)試項(xiàng)目,真是高大上啊。。。。 gzy830515,你好,我們實(shí)驗(yàn)室用的是美國PHASE11熱阻測(cè)試儀,我們和這家公司是合作實(shí)驗(yàn)室,所以有一些功能是定制的哦,比如MOSFET SOA安全工作區(qū),我記得Rjm這個(gè)概念好像在外文資料中有看到過(我試著找一下,如果找到了一定共享出來),正好我們系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室做板級(jí)溫升實(shí)驗(yàn)室,發(fā)現(xiàn)板子上MOS產(chǎn)品塑封料表面溫升較高,所以我們?cè)跓嶙铚y(cè)試設(shè)備上自行設(shè)計(jì)了RJM測(cè)試方法,該方法對(duì)TO220F產(chǎn)品熱阻測(cè)試很有意義,如果產(chǎn)線更換塑封料也可以通過該參數(shù)評(píng)測(cè)。 樓主,你們公司這么牛啊,招不招人啊 我們是求才若渴啊,歡迎青年才俊加入,詳情可關(guān)注:http://www.semipower.com.cn 很不錯(cuò),已仔細(xì)閱讀 Rjm這個(gè)方法很好,可以對(duì)塑封料和框架進(jìn)行綜合判定。但是有一疑問:目前各廠家在Datasheet中Rjth值都是有所保留(比實(shí)際測(cè)試結(jié)果要大),如何用已測(cè)的值與廠家Datasheet中的值進(jìn)行有效的比較? 樓上的提的這個(gè)問題確實(shí)存在,好多MOS廠家datasheet上熱阻值為最大值,這樣的話無法直接比較,只有廠商提供的熱阻值為typical value時(shí)可以直接比較。 這么詳細(xì)的帖子,收藏了慢慢學(xué)習(xí),樓主辛苦了 這個(gè)帖子寫的真好呢,從里面學(xué)習(xí)到了很多,謝謝樓主的分享!多謝大家關(guān)注,本人主要從事電路設(shè)計(jì)測(cè)試工作,有什么問題,可以提出來大家一起討論。。。。We are 伐木累!
哦耶,We are 伐木累!想問一下樓主,有的Mosfet規(guī)格書上有電流隨殼溫變化的曲線,想問一下,這個(gè)是實(shí)測(cè)的嗎?
哈哈,看到大家對(duì)規(guī)格書中的一些規(guī)范,測(cè)試曲線挺感興趣,我們實(shí)驗(yàn)室專業(yè)做功率器件產(chǎn)品datasheet以及spice模型,可以和大家交流一下。。。
現(xiàn)在回答樓上朋友提出的問題,這個(gè)電流隨殼溫變化曲線不是實(shí)測(cè)的,業(yè)界通常做法為:先測(cè)試熱阻,然后通過電功率與熱阻關(guān)系換算得到,我手動(dòng)幫你推導(dǎo)了一下,供你參考,有問題我們可以再討論。
樓主威武
原來這個(gè)圖是這樣畫出來的,之前真以為是測(cè)試出來的,而且問有的FAE,他們也是一知半解。。。
那我想問一下,一般datasheet中都會(huì)給出TC=100℃時(shí)的ID值,是不是也是這樣算出來的啊?
lophyer童鞋,你說的沒錯(cuò)哦,這個(gè)ID也是按照相同方法算出的,而且這個(gè)ID值和TC=25℃時(shí)的ID有確定的關(guān)系,具體為:
ID(TC=100℃)=ID(TC=25℃)*0.632
希望可以幫到你。
樓主的公司應(yīng)該就是南方X源吧,這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是很牛X,聽業(yè)內(nèi)人說過
是的,混這個(gè)壇子上的都是同僚了。。。。
大家以后可以多多交流。。。。
做實(shí)驗(yàn)室很牛,已經(jīng)不是我們基層銷售的層次了呵呵,樓上的客氣了,有什么問題,我們可以一起討論。。。。
你們直面的是第一線客戶,對(duì)市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)把控非常有優(yōu)勢(shì)。。。。
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