【经验】 以插件二极管UF5407为例说明弯脚成型的应力损伤的失效情况和固定建议
1. 二极管的内部结构：
图1是二极管内部是由A-铜引线，B-芯片，C-塑封料，D-镀锡层，E-焊接组成；
图2是二极管芯片结构，主要是由化学Ni/Au 镀层 ， 低温氧化层沉积，高温玻璃烧温层，半绝缘多晶硅，PN结，玻璃钝化层；
图1 图2
2． 我们选择插件二极管，主要是实际通过二极管正向导通电流够大，本文以DIOTEC的超快速整流恢复二极管UF5407为例说明。该管子主要被选用在PFC升压整流处，由于该处位置layout有限，所以需要把该管子进行弯脚成型，我们统称M型如下图3；当我们进行产品弯脚成型时，目前市面普遍是使有是电阻弯脚成型号的设备，该设备的成型的力较难于控制。当产品弯脚成型过型中，如弯脚固定不牢固，折弯应力会传递至芯片表面，可造成部分表面损伤，也就是我们所讲的机械应力损伤，如下图4小蓝色箭头为弯脚应力损伤点；我们通常以设备压着两个二极管铜引脚的位置压痕作为评判标准，从实际经验，压痕在0.2-0.3mm是可以牢固了并且接受的。
图3
图4
针对小蓝色箭头损伤点二极管内部PN结层，如下图红色小标志。些时损伤点通常会在芯片P+表面，未损伤至P/N的深处，当弯脚严重异常时可令芯片内部的P/N结深处的损伤，甚至会令到芯片有效面积破裂，二极管的VRRM是由芯片有效面积决定，当该面积损伤或破裂，VRRM必然会下降，并未完全出现击穿的状态，此时我们可以使用图示用微小的uA电流进行拉二极管VRRM曲线，如曲线有衰减，说明VRRM已经衰减。
图5
3. 焊接热效应力损伤原理：
根据二极管内部结构得知，二极管的塑封料的膨胀系数是30X10-6/℃，芯片的膨胀系数是3.1X10-6/℃，钢引线的膨胀系数是18X10-6/℃，由于二极管组成材质间热膨胀系数的差异，在整机过波峰焊时，芯片横向，纵向都会受到一定的挤压也就是说热应力，如果此时如芯片P+表面已经有一定损伤，热应力之下必然会给完全放大，直至到P/N结深处。之前的机械应力加上现有的热应力就会完全进入P/N处的二极管在VR测试时会表现为电压衰降甚至降到0V ，当整机开机进行通电测试瞬间该二极管必然会给完全击穿。
图6
4. 弯脚成型后的建议：
当我们对直插二极管作弯脚成型时，必须对弯脚成型固定二极管铜引脚位置固定，固定图形如下图7，同时我们也要确认压痕深度，如有条件，当二极管弯脚成型结束后，可以加热后冷却，再使用图示仪进行抽查测量二极管的VRRM，以便确认每个二极管弯脚成型后过了波峰焊后，二极管电性能参数还会保持原来的规格。
图7
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产品型号
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品类
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Type
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Package
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Repetitive Peak Reverse Voltage VRRM[V]
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Maximum Average Forward Rectified Current IFAV[A]
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Junction Temperature Tjmax [℃]
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Peak Forward Surge Current IFSM[A]
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Forward Voltage VF[V]
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Forward Voltage IF[A]
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Leakage Current IR[A]
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Leakage Current VR[V]
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ABS10
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Single Phase Bridge Rectifiers
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SMD
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SO-DIL ABS 4mm
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1000
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0.8
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150
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27
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1.1
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0.8
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5
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1000
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选型表 - DIOTEC 立即选型
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型号- UF4001,UF4002,UF4007GP,UF4007,UF4005,UF4006,UF4003,UF4004
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型号- 1N5400K,1N5383B,1N5371B,UF5408,BY2000,RGP30K,UF5407,1N5367B,1N5408K,UF5406,1N5355B,UF5405,UF5404,1N5379B,UF5403,UF5402,RGP30M,UF5401,UF5400,BY398,BY397,BY396,SB530,BY399,1N5370B,BY1600,SB1240-3G,MUR420L,1N5382B,1N5407K,1N5354B,1N5378B,1N5366B,MUR460L,SB520,SB5100,MUR460,SB3H150,1N5361B,1N5402K,1N5385B,1N5373B,1N5345B,1N5369B,1N5357B,FE3A,FE3B,BY255,FE3D,BY254,BY253,BY252,FE3G,BY251,1N5401K,1N5372B,1N5360B,1N5384B,1N5356B,SB390,1N5368B,SB5200,SB540,1N5349B-Q,1N5363B,1N5404K,1N5351B,1N5387B,1N5375B,BY255R,1N5347B,1N5359B,SB330,1N5401,1N5400,MBR360,1N5402,1N5404,MUR440L,1N5407,1N5350B,1N5406,BY1800,1N5374B,1N5408,1N5362B,1N5386B,1N5408KR,1N5358B,1N5346B,SB560,MUR420,SB320,F5K120,BY228G,SB560-3G,1N5381B,1N5365B,1N5406K,1N5404-Q,1N5353B,1N5377B,1N5408-Q,BY255-AQ,1N5349B,SB360,1N5821,1N5820,1N5822,1N5380B,1N5352B,1N5376B,1N5364B,1N5388B,SB590,1N5348B,SB350,SB340,SB3100,BY448G,MUR440
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