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TVS二极管室温漏电正常、高温超标,先不要直接认定器件批次异常。反向漏电流IR受结温、实际反向电压、板面污染、并联支路和既往浪涌应力影响。排查时必须让样品与对照件使用相同电压、温度、稳定时间和测量量程,再决定问题来自器件温度特性、工作余量、PCB还是脉冲损伤。
先确认测到的是器件电流还是整板电流
在PCB电源入口测得的待机电流,可能同时流过TVS、分压电阻、滤波电容、控制芯片和污染路径。若板上还有多个保护支路,一次测量不能直接归到某颗TVS。
排查从不拆件测量开始,保留原始故障状态。记录反向电压、环境温度、板面清洁状态和稳定时间,再与未受应力的同批板比较。确认差异后,才分离支路或取下器件做单体曲线。过早拆件会改变焊点和污染状态,反而丢掉证据。
需要同时记录:
电源施加位置与实际板端电压;
环境温度、器件表面温度和保温时间;
仪器量程、分辨率、限流及接线方式;
板面是否清洗、是否存在潮气或残留物;
其他并联器件和测量时的工作模式;
样品是否经历过浪涌、返修或高温老化。
高温会改变反向结的漏电
半导体反向漏电随结温变化,具体幅度要查对应料号的规格书或温度曲线,不能套用统一倍数。室温下只有很小差异的器件,升温后可能拉开;正常电压又靠近VRWM时,系统待机电流更容易暴露这一变化。
高温测试不要只看箱体设定温度。TVS附近的铜面积、热源、风速和器件自身功耗会决定真实结温。可以在不改变电气连接的前提下记录器件表面温度,并用同布局的对照板进行比较。温度测量仍然是辅助证据,最终要回到规定电压下的IR。
VRWM余量不足会把正常工作推向边界
VRWM是规定条件下允许持续施加的反向工作电压。系统标称24 V、48 V或其他电压,并不代表板端最高持续电压就是标称值。电源容差、充电状态、启动和控制回路会抬高实际电压。
核对工作窗口可按五步完成:
测量最低、典型与最高供电条件下的TVS端电压;
加入电源容差、负载切换和持续性过冲;
在最高工作温度下重复IR测量;
对照规格书中IR对应的反向电压与温度;
检查提高VRWM后,新的VC是否仍满足后级耐压。
单纯把TVS换成更高电压档,可能降低正常漏电,也会提高浪涌残压。两端边界必须一起算。
板面残留在高温高湿下更容易暴露
助焊剂残留、灰尘、潮气和指纹会形成表面漏电。微安级测量尤其容易把这些路径误认成TVS漏电。若清洗后整板电流明显下降,而拆下器件的单体曲线正常,问题就不该归到芯片反向结。
对照试验要避免一次改动太多。可选同一块板依次完成原状态、局部遮蔽、受控清洗、干燥和复测,并保留每一步照片。不要边清洗、边补焊、边更换器件,否则无法确定哪项改变有效。
浪涌损伤可能只表现为参数漂移
TVS承受超出验证边界的脉冲后,不一定立即短路。反向漏电增加、VBR偏移、钳位变化或局部热损伤,都可能在高温下先出现。蜂鸣档正常只能排除明显低阻,不能证明剩余脉冲能力和参数仍然合格。
怀疑浪涌损伤时,将受应力样品与未受应力对照件放在相同夹具中比较:
规定反向电压下的IR及温度扫描;
相同测试电流下的VBR曲线;
受控脉冲下的器件端与后级残压;
脉冲前后的漏电和外观;
上电后的局部温升与系统待机电流。
再次施加破坏性脉冲只能用于既定的失效分析,不等于证明量产返修件可以继续使用。
送检样品怎样保留证据
送交ASIM阿赛姆分析时,建议同时保留异常器件、未拆封同批料、正常对照板、原卷盘标签和测试记录。说明浪涌波形、源阻抗、次数、间隔、极性、环境温度、板卡状态与异常发生时间。只有一颗已经拆下且没有标签的器件,能做的判断会少很多。
TVS选型与参数入口可查看ASIM阿赛姆TVS二极管厂家专题页。规格书数据用于建立初始边界,故障归因仍要靠同条件测量和实物证据。
把实验记录写到能重复
一份有效记录应包含样品编号、批次、板号、反向电压、环境与器件温度、稳定时间、IR曲线、VBR测试电流、是否经历浪涌、清洗或返修状态,以及正常对照件结果。结论也要带范围,例如“在本次电压和温度条件下未发现参数差异”,不能缩写成“器件正常”。


