問題提出:
你設計或使用的電源是不是有遇到過效率低?溫升過高?甚至使用時莫名炸機等情況?而當你費了九牛二虎之力去確認系統性能時卻不能準確定位原因,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產品。近幾年,西安功率器件測試應用中心(國家級CNAS實驗室)接到許多MOSFET應用廠家委托的失效分析申請,許多應用廠家反饋選用某MOSFET廠商提供的產品并嚴格按照廠商提供的規格書使用,但應用系統出廠檢測時出現輸出效率低,溫升高,甚至系統炸機等情況,經西安功率器件測試應用中心分析發現部分應用廠家所使用的 MOSFET產品存在虛標現象,如 MOSFET電流虛高,電壓虛高,導通電阻虛低,低成本封裝等,功率分立器件行業中這種虛標亂象使許多應用廠家苦不堪言。。。。。。
那么什么是虛標亂象呢? 在征得MOSFET應用廠家(實驗委托方)同意后,西安功率器件測試應用中心將幾個典型的MOSFET虛標案例分享給大家。
案例一:
在去年大概8月份的時候,有一個客戶一直批量生產的一款18W電源出現了老化中失效的現象,失效比率接近百分之一。由于該客戶該款產品產量特別大,因此客戶立即停線并委托我們實驗室對該案子展開了分析。
經過對該案子背景信息咨詢,我們了解到客戶的這款產品時一款已經生產了兩年的老產品,采用了國內某半導體企業的4N60的mosfet作為開關執行器件。客戶是在做COST DOWN之后換了供應商,然后出現了這樣的問題,出問題之后客戶多次將所有供應商集合在一起進行失效分析,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驗室展開分析。
客戶送樣良品電源板3pcs,失效板20PCS。得到樣品后公司首先對3pcs良品系統板進行全面測試,未發現任何異常。僅僅是最差電壓下的電壓尖峰余量不足,最差的離標稱電壓僅有10V左右的余量,因此懷疑客戶產線測試電源波動較大,同時要求客戶進行了驗證,但客戶反饋其產線電壓波動在合理范圍內。進一步對失效板上的所有失效器件進行分析,發現客戶器件失效現象均比較一致,在源極搭線附近有比較集中的彈坑裝瞬間擊穿熱熔點。于是要求客戶寄來該失效批次的良品MOSFET進行測試,通過驗證發現,該批MOSFET電壓嚴重不足,有采用500V器件冒充600V的可能性,因為所測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格后,是500V器件的可能性極大,因此懷疑客戶供應商采用500V器件打600V的標來出售。
案件真相大白,于是將結果告知客戶。
案例二:
MOSFET低成本封裝現象在行業內也較常見,2014年我實驗室接到一單外部電源廠失效分析申請,據客戶反映,相同的電源系統使用供貨商提供的新批次MOSFET后,溫升實驗發現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結果正常,MOSFET廠商未提供任何新批次產品更改說明,經西安功率器件測試應用中心FA實驗室后對該MOSFET新舊批次進行線徑,錫層厚度,芯片大小測量均未發現明顯差異,進一步推die后測量其框架厚度,發現兩者存在較大差異,其中新批次產品框架載片部分厚度較舊批次減小約31.5%,所以初步確認溫升試驗結果差異系為新批次產品框架載片部分減薄導致。
由以上幾個案例可見虛標亂象危害極大,接下來,我們將從系統工作方案為大家分析虛標亂象所帶來的巨大危害。
1. MOSFET電壓反應在DATASHEET中就是BVDSS參數,也稱為漏-源擊穿電壓,表征MOSFET漏源極承受電壓的能力。在電源系統中,由于寄生電容、電感、反射電壓、電網波動、電路振蕩等因素實際加載MOSFET漏源端的電壓遠高于交流電輸入的整流電壓。因此,應用端一般會對該參數降額選取(70%-95%之間)。當設計好一塊電源后,MOSFET電壓余量也是固定的,假若600V的MOSFET,開機降額我們取95%就是570V,如果這時購買的600V的MOSFET實際電壓低于600V,存在電壓虛高現象,那么可能會出現大批量開機失效,給企業造成極大的經濟損失及不良的影響。
2. MOSFET電流反應在datasheet中就是ID參數,定義為產品可允許通過的最大連續電流。表征MOSFET漏源端可承受電流的能力,對于該參數的選擇也會進行降額使用。在不考慮器件損耗引起溫升的前提下,通常在1/3~1/4標稱電流范圍內進行使用。由于該參數即使存在虛標,但一般幅度相對比較小,同時我們降額幅度又比較大,大多數情況不會馬上表現出來,但器件較長期的使用在較大電流情況下,產品性能退化較快,從而影響系統整機的壽命
3. MOSFET導通電阻反應在DATASHEET中就是RDSON參數,定義為該產品導通后的溝道電阻,該參數與通態功率損耗,系統溫升,效率等密切相關,假設系統提供商使用了導通電阻虛低的MOSFET,系統端就會出現比方案設計較大的通態開關損耗,系統溫升也會較設計增大,如果是電源系統,其系統效率也會大大降低。
諸位看客,接下來你一定會問:那么這種亂象是如何產生的?作為應用廠家如何有效判斷并避免使用虛標MOSFET,西安功率器件測試應用中心將做會進行后續專題報道,敬請期待。。。。
先頂上去,。慢慢看,,
學習了,很受用!同意樓主的分析,我們是做開關電源適配器的小廠,也曾遇到樓主說的問題,做系統測試時發現溫升較高,最后,器件拆機后做了電性能測試,發現好多參數都嚴重偏離Typical value,尤其是RDSON,用國外的器件就沒有什么問題,哎,國內MOS傷不起啊。
請問樓主,西安功率器件測試應用中心是個什么機構??
追問:
貴實驗室是否對外承接測試項目
樓上的,多謝關注!
西安功率器件測試應用中心是西北一家功率器件性能測試,失效分析,可靠性試驗,系統端應用測試為一體的國家級CNAS實驗室,目前,與諸多高校,研究所有合作項目,實驗室除了進行自己公司產品的評測外,也對外承接第三方測試申請,詳請關注:http://www.semipower.com.cn
mark一下,慢慢學習 樓主分析的太詳細了,技術精湛啊。學習了 大驚小怪,在中國的市場上,充斥著假冒偽劣,不管是原材料還是成品或半成品;不管是電子行業還是其他行業。據說,美國的軍購都有中國的假貨。哈哈,樓上說的沒錯,目前,國內的MOS市場還是有很多亂象,盡管如此,我們還是希望國貨當自強!
對于MOS應用廠家,用國外MOS,性能是好,但成本太高,用不起啊;用國內MOS,又有很多問題,不過整體上這幾年國內自主品牌的MOS發展勢頭還是不錯的。。。
很實用的帖子,期待后續。
大作必須點贊
樓主我只想知道我們做電源如果保證買到實在正品MOS?求解答
如何買到正品MOSFET?
如果你已經買到產品了,可以對已買到的MOS進行測試驗證,這個方法直接有力,結果不容質疑,但需要專業的測試設備以及技術人員,測試驗證方法如下:
電流虛高---可以用輸出曲線測試法或者最大雪崩電流測試法;
電壓虛高---可以用反壓曲線測試法;
導通阻抗虛低---可以用直流參數RDSON測試法;
低成本封裝---可以用熱阻測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,低成本封裝依靠測試評判的方法。以后我們也有自己做評測,讓虛標MOS,假MOS無處遁形。。。。哈哈。。。
樓上,你好,具體的評測方法我正在整理中,屆時重磅發布,敬請期待。。。 樓主的分析有道理,對于電流,電壓虛標現象,我們可以通過測試鑒別。但對于低成本封裝,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…… 對于具體到產品內部的打線,框架,錫層,背金等最有效,最直接的方法就是做DPA測量,詳細方法我正在整理中,敬請期待。。。樓主答復很及時,好人啊
怎么發現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中虛標,假貨這種亂象的根源是什么????????
樓上的,共勉,共勉
為什么會出現虛標亂象呢,以下是我個人理解,與大家探討一下
1.1 設計缺陷,產品性能不能滿足或臨界滿足設計要求,但任然使用設計標稱值提供客戶;
1.2 降低封裝成本,使用低性能的塑封料、框架、線材等使產品性能下降,但任然使用設計標稱值提供客戶;
1.3 制程控制能力較弱,產品性能波動較大,但未按照性能分檔或進行帥選,而是整批按照設計標稱值提供客戶;
1.4 業界對于標稱電流,電壓制定沒有統一的制定規范,所以MOSFET廠家都各行其道,為了最大獲利,在產品命名時可能會存在虛標的現象,大家有沒有注意到英飛凌的命名與眾不同,很重要的一個原因就是為了避免陷入虛標的尷尬。
期待你的大作讓大家久等了。。。。。
經過樓主加班加點, 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:功率分立器件行業亂象大揭秘--第二章"如何有效判斷產品為虛標產品"
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,具體方法及結果舉例如下。
2.2 MOSFET電壓是否虛高判斷方法
可通過測試BVDSS參數或MOSFET反壓曲線掃描方法判定,具體方法及結果舉例如下。
A. BVDSS參數測試法:
2.3 MOSFET 導通電阻是否虛低判斷方法
可通過測試RDSON(導通電阻)參數驗證,具體方法及結果舉例如下。
2.4 MOSFET是否為低成本封裝產品判斷方法
可采用三種方法進行驗證,一種為非破壞性的熱阻測試,評估散熱框架優劣可通過測試Rjc參數(結到散熱片熱阻),評估塑封料優劣可通過測試Rjm參數(結到塑封料熱阻),第二種為破壞性的封裝解剖測試,可通過專業儀器測量框架薄厚,錫層厚度,線徑,塑封料成分分析等方法確認產品封裝質量水平,第三種則可采用更為有效的可靠性實驗方法驗證,三種具體方法及結果舉例如下:
大作又有更新,必須贊。 很專業的帖子,值得我們做電源的人學習。
樓主好人啊。。。
圖文并茂說的很詳細,不太理解你幾種方法中所說的熱阻Rjm測試法,這個好像沒聽說過哦,產品手冊上也沒有這個參數吧?
樓上童鞋你好,準備下班了,看到你的問題,所以加班給你回復。。。。。
想必大家都熟悉MOS產品Rjc,Rja等熱阻參數,但Rjm到底是什么呢?關于這個參數在國內外MOS產品datasheet上應該都找不到的,因為這個參數是我們西安功率器件測試應用中心測試實驗室在一次系統測試中產生靈感自主開發的,具體故事后面再給大家說道,說道。
Rjm代表的是MOS工作時結到塑封料散熱能力,通過該參數可以得知系統工作時MOS產品通過塑封料散熱的能力強弱,Rjm是一個很實用的熱阻參數,先圖解分析一下,如下圖所示,無論插件,或者標貼產品實際工作時結所產生的熱都會通過塑封料傳導散出,再到空氣中,尤其是TO220F產品主要是通過該通道散熱。一般的,如果塑封料分層,塑封料中環氧樹脂質量較差,或者成分比例較小時,在相同的測試外圍條件下(加熱功率,熱沉冷卻能力,接觸壓強等)Rjm均會明顯的增大,所以通過該測試方法第一可以直接知道MOS產品在實際工作時通過塑封料散熱能力的強弱,其次可通過歷史比對反應現在塑封料工藝制程控制的好壞。
以上個人對Rjm理解,希望與高手切磋。
樓主好人啊!強烈要求老板給你加工資
身邊的好多人確實不知道這個參數,樓主強人啊,自主發明!結合樓主的解釋,自己也上網查了一下MOS熱阻的相關內容,已大概了解RJM參數了,會持續關注樓主。
樓主,貴公司熱阻測試用的什么設備?竟然還可以自主開發測試項目,真是高大上啊。。。。 gzy830515,你好,我們實驗室用的是美國PHASE11熱阻測試儀,我們和這家公司是合作實驗室,所以有一些功能是定制的哦,比如MOSFET SOA安全工作區,我記得Rjm這個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),正好我們系統實驗室做板級溫升實驗室,發現板子上MOS產品塑封料表面溫升較高,所以我們在熱阻測試設備上自行設計了RJM測試方法,該方法對TO220F產品熱阻測試很有意義,如果產線更換塑封料也可以通過該參數評測。 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,詳情可關注:http://www.semipower.com.cn 很不錯,已仔細閱讀 Rjm這個方法很好,可以對塑封料和框架進行綜合判定。但是有一疑問:目前各廠家在Datasheet中Rjth值都是有所保留(比實際測試結果要大),如何用已測的值與廠家Datasheet中的值進行有效的比較? 樓上的提的這個問題確實存在,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時可以直接比較。 這么詳細的帖子,收藏了慢慢學習,樓主辛苦了 這個帖子寫的真好呢,從里面學習到了很多,謝謝樓主的分享!多謝大家關注,本人主要從事電路設計測試工作,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規格書上有電流隨殼溫變化的曲線,想問一下,這個是實測的嗎?
哈哈,看到大家對規格書中的一些規范,測試曲線挺感興趣,我們實驗室專業做功率器件產品datasheet以及spice模型,可以和大家交流一下。。。
現在回答樓上朋友提出的問題,這個電流隨殼溫變化曲線不是實測的,業界通常做法為:先測試熱阻,然后通過電功率與熱阻關系換算得到,我手動幫你推導了一下,供你參考,有問題我們可以再討論。
樓主威武
原來這個圖是這樣畫出來的,之前真以為是測試出來的,而且問有的FAE,他們也是一知半解。。。
那我想問一下,一般datasheet中都會給出TC=100℃時的ID值,是不是也是這樣算出來的啊?
lophyer童鞋,你說的沒錯哦,這個ID也是按照相同方法算出的,而且這個ID值和TC=25℃時的ID有確定的關系,具體為:
ID(TC=100℃)=ID(TC=25℃)*0.632
希望可以幫到你。
樓主的公司應該就是南方X源吧,這個實驗室是很牛X,聽業內人說過
是的,混這個壇子上的都是同僚了。。。。
大家以后可以多多交流。。。。
做實驗室很牛,已經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,對市場的動態把控非常有優勢。。。。
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