選擇DC/DC穩(wěn)壓器時的另一個參數(shù)

　　DC/DC 穩(wěn)壓器：基本上都是密封在類似 IC 那樣的一個封裝中的完整 DC/DC 穩(wěn)壓器電路。我們假定，您已經(jīng)研究了對幾家廠商提供的產(chǎn)品進行選擇的問題，而且所有這些產(chǎn)品都或多或少地提供了電源轉(zhuǎn)換功能，并滿足您的大部分需求。接下來您如何決定哪一款是適合您設(shè)計的最佳產(chǎn)品?對于您開發(fā)和生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，您的客戶重視的是什么?哪些 DC/DC 穩(wěn)壓器參數(shù)決定了性能?

　　在您進行選擇時，請記著另一個參數(shù)：研究每一款 DC/DC 穩(wěn)壓器的可靠性報告。注意那些經(jīng)過嚴(yán)格測試、以及由性能和可靠性聲譽卓著的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。

　　既然我們在探討密封的 DC/DC 系統(tǒng)，那么本篇使用說明將仔細研究凌力爾特公司對其 DC/DC 微型模塊 (μModule?) 穩(wěn)壓器產(chǎn)品所做的深入和詳盡的可靠性測試 (圖 1)。您在以下網(wǎng)址可以看到完整的可靠性測試報告：

　　圖 1：DC/DC 微型模塊穩(wěn)壓器是一種含有電感器和具有高可靠性的密封型完整電路

　　圖 2a：DC/DC 微型模塊產(chǎn)品的可靠性測試報告

　　圖 2b：DC/DC 微型模塊產(chǎn)品可靠性測試報告中的一個詳盡的測試?yán)?/P>

　　一系列免費可供參考的測試資料

　　總共就 DC/DC 微型模塊產(chǎn)品進行了 18 項測試，其中有幾項測試是在不同溫度情況下進行的。這些數(shù)據(jù)是累計的，即自這些產(chǎn)品 3 年半以前推出以來，凌力爾特公司一直在監(jiān)視和更新這些數(shù)據(jù)。凌力爾特公司嚴(yán)格更新這份報告，而且可在線提供報告副本。要求報告副本并無需滿足任何特殊要求。凌力爾特公司以這種方式支持其高性能微型模塊產(chǎn)品線，其中包括 DC/DC 系列 (除了 DC/DC 產(chǎn)品，還提供混合信號微型模塊器件，如 LTM9003 和 LTM2881)。

　　剖析 DC/DC 微型模塊穩(wěn)壓器的可靠性測試報告

　　需要特別提到的第一件事是，微型模塊產(chǎn)品的可靠性測試顯示，故障為零。

　　盡管這個數(shù)字非常好，但是凌力爾特公司還是會繼續(xù)監(jiān)視不同型號和不同封裝尺寸器件的生產(chǎn)記錄，直到遇到一個或多個故障為止，如果出現(xiàn)故障，將產(chǎn)生一份分析故障原因的測試報告。迄今為止積累的這類數(shù)據(jù)證明了微型模塊產(chǎn)品的封裝、組裝和電氣性能的堅固性。

　　該報告包含以下測試：

　　1. 工作壽命

　　2. 預(yù)處理

　　3. 溫度、濕度偏置

　　4. 電源周期

　　5. 溫度周期 (各種不同的溫度范圍)

　　6. 熱沖擊 (各種不同的溫度范圍)

　　7. 焊接沖擊

　　8. 高溫烘烤 (各種不同的溫度范圍)

　　9. 機械沖擊

　　10. 可變振動頻率

　　11. 電路板安裝/溫度周期 (各種不同的溫度范圍)

　　凌力爾特公司仍然對這些測試結(jié)果進行持續(xù)監(jiān)視，而且每個季度都會更新一次數(shù)據(jù)，然后在網(wǎng)上提供新的測試報告。

　　以下是每次就 DC/DC 微型模塊產(chǎn)品進行的可靠性測試的簡短描述：

　　1. 工作壽命 1,635,385 器件小時，零故障

　　a. 用該產(chǎn)品在測試環(huán)境下的絕對最大電壓額定值偏置后進行測試

　　b. 將環(huán)境溫度提高到 125oC 以加速測試

　　2. 預(yù)處理 2,500,608 器件小時，零故障

　　a. 按照 JEDEC 245oC 標(biāo)準(zhǔn) (J-STD-020 濕度等級 3) 進行 192 小時的 30oC/60% 相對濕度 + 3 次 IR 回流焊

　　b. 模擬電路板裝配條件

　　c. 具有更為潮濕環(huán)境

　　d. 查看封裝完整性和脫層

　　3. 溫度、濕度偏置 446,400 器件小時，零故障

　　a. 查看枝晶生長和腐蝕情況

　　b. 在潮濕環(huán)境中施加數(shù)值為被測產(chǎn)品最大額定電壓的偏壓

　　4. 電源周期 18,575,540 器件小時，零故障

　　a. 通過接通和斷開對產(chǎn)品進行測試

　　b. 結(jié)溫范圍為 50oC 至 100oC

　　5. 溫度周期 -40oC 至 125oC 1,078,000 器件小時，零故障

　　6. 溫度周期 -55oC 至 125oC 4,406,436 器件小時，零故障

　　7. 溫度周期 -65oC 至 125oC 7,402,790 器件小時，零故障

　　a. 在多種尺寸的封裝上進行

　　b. 空氣對空氣或室

　　c. 在 500 和 1,000 個讀出點上，對器件進行電氣完整性測試

　　8. 熱沖擊 -55oC 至 125oC 4,648,000 器件小時，零故障

　　9. 熱沖擊 -65oC 至 150oC 5,818,300 器件小時，零故障

　　10. 熱沖擊 -40oC 至 125oC 733,000 器件小時，零故障

　　a. 熱液體至冷液體浸浴測試 (圖 3)

　　b. 遵照 J-STD-020 LEVEL 3 標(biāo)準(zhǔn)

　　c. 在兩個終點 (500 和 1,000 次循環(huán)) 之后進行電測試

　　圖 3：熱沖擊浴槽系統(tǒng)

　　11. 焊接沖擊 245oC 2,278 個單位樣本規(guī)模，零故障

　　a. 浸入熔化的焊料中;

　　b. 浸沒 10 秒鐘。

　　12. 高溫烘烤 175oC 154,000 器件小時，零故障

　　13. 高溫烘烤 150oC 3,202,874 器件小時，零故障

　　a. 驗證封裝連接線上金屬間化合的生長

　　b. 1,000 小時后進行封裝連接線牽拉測試

　　c. 不同的封裝連接線厚度和長度

　　d. 牽拉以記錄斷裂模式

　　e. 監(jiān)視 500 和 1,000 小時的情況

　　14. 機械沖擊

　　a. 1,500g 峰值沖擊測試

　　b. 按照 JESD22B104 條件 B

　　15. 可變振動頻率

　　a. 20g 峰值加速度

　　b. 按照 JESD22B103 條件 A

　　16. 菊花鏈?zhǔn)诫娐钒灏惭b/溫度周期 211,500 器件周期，零故障

　　a. 對焊料接合完整性進行測試 (圖 4)

　　b. 0oC 至 100oC，具實時監(jiān)視的菊花鏈單元

　　c. 在菊花鏈電路板上執(zhí)行測試

　　圖 4：菊花鏈監(jiān)視器測試單元

　　17. 電路板安裝/溫度周期 -40oC 至 125oC 1,689,000 器件周期，零故障

　　18. 電路板安裝/溫度周期 -55oC 至 125oC 211,500 器件周期，零故障

　　a. 焊料接合完整性測試

　　b. 在 ATE (圖 4) 或在工作臺上接受測試

　　結(jié)論

　　不是每一位系統(tǒng)設(shè)計師都選擇或需要高端、高可靠性 DC/DC 穩(wěn)壓器。這些產(chǎn)品的高性能導(dǎo)致的額外成本常常令設(shè)計師們望而卻步。那么有時會忘記的一件事是，設(shè)計師花費了大量的時間和資源來完善系統(tǒng)復(fù)雜的數(shù)字組成部分，之后卻不知道如何為該設(shè)計選擇合適的 DC/DC 穩(wěn)壓器。當(dāng)務(wù)之急是，仔細研究廠商的可靠性測試方法，以避免以后需要修改設(shè)計并花力氣調(diào)試電路板的電源管理部分，這會造成很大的損失。信任廠商是正常的，但是除了解 FIT 率和表面數(shù)字外，驗證和比較可靠性數(shù)據(jù)是明智的。必須詢問詳細信息。