TVS二极管承受浪涌后没有短路,不等于器件仍然合格。浪涌损伤可能表现为反向漏电升高、击穿电压漂移、钳位能力下降、键合或芯片局部热损伤,也可能在下一次脉冲才暴露。开发样机可以按受控流程分析,量产返修品不能只凭蜂鸣档正常就重新放行。
先把“没短路”这句话拆开
万用表蜂鸣档没有响,只能说明当前测试电压和电流下没有明显低阻通路。它看不到微安级漏电变化,也无法确认VBR、动态钳位和脉冲能力。外观没有裂纹同样有限,TVS芯片内部的局部熔融、金属迁移或键合损伤未必能从塑封表面看见。
浪涌之后需要区分四种状态:
硬短路,线路被持续拉低或保险器件动作;
开路或连接损伤,后续瞬态失去保护;
参数漂移,静态功能正常但漏电、VBR或钳位已变化;
当前数据正常,但没有证据证明剩余脉冲寿命。
“能开机”只排除了最明显的一部分故障。
漏电是最容易被蜂鸣档漏掉的变化
反向漏电应在规定反向电压和温度下测量。板上还有分压、电容、污染和其他保护支路时,整板电流不能直接当成TVS本体漏电。开发阶段可先记录板端结果,必要时拆下器件与同批未受力样品对比。
测量时固定电压、温度、稳定时间和仪器量程。若只在室温、零偏附近测一次,容易漏掉高温或接近工作电压时的变化。对待机功耗敏感的设备,漏电上升即使没有造成短路,也可能已经不能接受。
VBR漂移要在相同测试电流下比较
击穿电压VBR是规定测试电流下的参数。浪涌前后若换了仪器、限流或测试电流,数值变化没有可比性。正确做法是保存一颗未受力对照样品,在相同夹具、极性和电流下比较曲线。
复查可按以下顺序进行:
拍照记录器件、PCB和受力点,不急着拆件;
测量线路静态电阻、待机电流与功能,保留板端基线;
在安全电压下检查TVS反向漏电;
使用限流设备核对VBR及曲线形状;
观察上电和负载变化时有无异常温升;
必要时拆下器件,与同批对照样品复测;
根据产品风险决定是否做破坏性分析或脉冲复验。
最后一步不能随意重复施加高能量脉冲。复验本身会继续消耗器件,测试数量、波形和判据要提前确定。
热损伤可能藏在焊点和铜箔里
一次浪涌产生的热量不只落在硅片。焊点、焊盘、过孔和细铜线也会发热,板面残留物在高压下可能形成漏电。若TVS外观正常而线路仍有异常,应检查器件两端焊接、回流铜皮、串联保险器件及连接器。
热像适合观察持续上电后的异常发热,不等于能拍到微秒级浪涌温升。对局部损伤,可结合显微镜、X-ray、开封或截面分析;是否采用这些手段取决于故障价值和批次风险。
先查事件是否超出了TVS原本的任务
TVS负责吸收规定条件下的瞬态。持续过压、接错电源、反接、长时间过流或波形远长于规格书条件,都可能让器件进入热失控。此时只换同型号TVS,下一台还会坏。
调查记录至少包括:
端口最高持续电压及异常持续时间;
浪涌开路电压、源阻抗、波形、极性和次数;
TVS两端及后级节点的实测残压;
环境温度、负载状态和器件初始温度;
PCB入口、回流路径和串联阻抗。
以ASIM阿赛姆SMA04J24V为例,规格参数中的24 V VRWM、VBR范围、IPP和VC都有各自测试条件。它们可用于候选判断,但不能脱离波形、源阻抗和后级耐压,直接写成“某电压系统一定可用”。
量产返修的放行门槛应高于开发分析
开发样机的受力器件可以保留,用来定位过载路径。量产返修品涉及剩余寿命和一致性,没有足够证据时,直接更换TVS通常比推测它还能承受多少次脉冲更可控。更换之后仍要查清事件来源,否则只是把故障计时重新归零。
返修记录应留下完整料号、批次、事件条件、静态测量、VBR对比、板号、处置结果和复测配置。若同批出现多颗参数漂移,应升级为批次和系统联合调查,不能逐颗换完就关闭问题。
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