安防監(jiān)控硬盤(pán)錄像機(jī)適配器

電源適配器的焊點(diǎn)失效機(jī)理

隨著電源適配器（開(kāi)關(guān)電源）組裝密度越來(lái)越高，承擔(dān)機(jī)械與電氣連接功能的焊點(diǎn)尺寸越來(lái)越小，而任意一個(gè)焊點(diǎn)的失效就有可能造成器件甚至開(kāi)關(guān)電源的失效。因此，焊點(diǎn)的可靠性是電源適配器可靠性的關(guān)鍵之一。在實(shí)際中，焊點(diǎn)的失效通常由各種復(fù)雜因素相互作用引發(fā)，不同的使用環(huán)境有不同的失效機(jī)理，焊點(diǎn)的主要失效機(jī)理包括熱致失效、機(jī)械失效和化學(xué)失效等。
1.熱致失效：熱致失效主要是指由熱循環(huán)和熱沖擊引起的疲勞失效，高溫導(dǎo)致的失效同樣包括在內(nèi)。由于表面貼裝元件、PCB和焊料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化或者開(kāi)關(guān)電源本身發(fā)熱時(shí)，焊點(diǎn)內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，隨開(kāi)關(guān)電源的間斷使用次數(shù)，應(yīng)力的周期性變化導(dǎo)致焊點(diǎn)的熱疲勞失效。
2.機(jī)械失效：24V電源適配器機(jī)械失效主要是指由機(jī)械沖擊引起的過(guò)載與沖擊失效以及由機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械疲勞失效。當(dāng)電源適配器的印制電路組件受到彎曲、晃動(dòng)或其他的應(yīng)力作用時(shí)，將可能導(dǎo)致焊點(diǎn)失效。一般而言，較小的焊點(diǎn)是電源組件中薄弱的環(huán)節(jié)。當(dāng)它連接柔性結(jié)構(gòu)有引腳的元件到PCB時(shí)，由于引腳可以吸收一部分應(yīng)力，故障點(diǎn)不會(huì)承受很大應(yīng)力。但是當(dāng)組裝大體積的器件后，當(dāng)電源組件受到機(jī)械沖擊時(shí)，例如，跌落或者PCB在后續(xù)的裝配和測(cè)試工序中受到了較大的沖擊或者擠壓彎曲，而器件本身的剛性又比較強(qiáng)時(shí)，焊點(diǎn)就會(huì)承受較大的應(yīng)力，導(dǎo)致焊點(diǎn)疲勞失效。即使當(dāng)這種應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服應(yīng)力水平時(shí)，也可能引起金屬材料疲勞，經(jīng)過(guò)大量小幅值、高頻率振動(dòng)循環(huán)后，振動(dòng)疲勞失效就會(huì)產(chǎn)生。盡管每次振動(dòng)循環(huán)對(duì)焊點(diǎn)的破壞很小，但經(jīng)過(guò)很多次循環(huán)，將會(huì)在焊點(diǎn)處產(chǎn)生裂紋。隨時(shí)間的推移，裂紋還會(huì)隨循環(huán)次數(shù)的增加而蔓延。
3.電化學(xué)失效：電化學(xué)失效是指在一定的溫度、濕度和大氣壓條件下，由于發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的失效。電化學(xué)失效的主要形式有導(dǎo)電離子污染物引起的橋連、枝晶生長(zhǎng)、導(dǎo)電陽(yáng)極絲生長(zhǎng)和錫須等。離子殘留物與水汽是電化學(xué)失效的核心要素。殘留在PCB上的導(dǎo)電離子污染物，可能引起焊點(diǎn)間橋接。特別是在潮濕的環(huán)境中，離子殘留物是電的良好導(dǎo)體，它們能夠跨過(guò)絕緣間隙而形成短路。離子污染物可以由多種途徑產(chǎn)生，包括印制板制造工藝、焊料、手工操作污染或大氣中的污染。
在水汽和電流的綜合條件下，由于點(diǎn)解引起金屬?gòu)囊粋€(gè)導(dǎo)體（陽(yáng)極氧化成離子）向另一個(gè)導(dǎo)體（陰極）遷移，會(huì)發(fā)生外形象樹(shù)枝的金屬枝晶生長(zhǎng)。這種失效機(jī)理能夠?qū)е露搪贰⒙╇姾推渌收稀！板a須”是在電源產(chǎn)品長(zhǎng)期儲(chǔ)存、使用過(guò)程中在機(jī)械、濕度、使用環(huán)境等作用下，會(huì)在鍍錫層的表面生長(zhǎng)處一些胡須形狀的錫單晶體，其主要成分是錫。

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