玻璃制品封口线炸裂

玻璃封装元件

此类元件为玻璃封装，一般重0.05 g，直径1.85mm～2.02 mm，玻壳是在600 ℃高温下烧结完成,然后在冷氮下强冷，玻璃釉外面是烤瓷漆，与玻璃釉结合非常紧密。

元件厂家根据GJB128A例试做了-55～150度20个循环的试验，装焊前进行了二次筛选，筛选条件为-55 ℃～125 ℃ 5次循环。

2、 开裂情况

元件装配在PCB上后，经过清洗、三防，通电测试、ESS后，出现不同位置二极管本体开裂现象：本体轴向开裂，其内部PN结完好。

3 、故障定位

将开裂元件进行金相分析，通过开裂面剖面纹路分析，元件受到了机械或热应力，而这些应力产生的可能因素是：

a） 温度变化引起二极管玻璃体与电极之间存在内部应力，两种应力大到一定程度导致二极管玻璃体因过应力而沿平行于二极管轴线方向破裂；

b） 二极管装焊过程中由于引脚成形、剪切致使元件引脚、本体受力产生微裂纹，经ESS后裂纹进一步恶化而开裂；

c） 二极管安装不当造成使元件引脚、本体受力产生微裂纹，经ESS后裂纹进一步恶化而开裂；

d） 温度循环试验中二极管旁边的电阻体热胀冷缩产生形变，对二极管玻璃体产生平行于PCB面、垂直于二极管轴线方向的应力；

e） 振动量级过大，元件与PCB共振产生垂直与PCB方向的拉力，二极管沿轴线两侧本体底部与PCB的三防漆粘结力不均，导致一侧仍粘在PCB上，另一侧拉开；

f） 二极管受某种外力影响，外力大于本体内部结合力而导致本体拉裂，比如三防漆在低温有收缩应力；低温时通电对元件应力。

4 、元件内部应力问题

关于二极管玻璃体与电极之间是否存在内部应力并且受温度影响而进一步开裂的问题，其实就是元件本身的质量问题。

（1）将开裂的同批次未安装二极管单独进行温度循环试验：高温≥175 ℃，低温≤-60 ℃，循环10次，试验合格。说明器件本身的质量是合格的。

（2）二极管生产厂家分析及试验验证

生产厂家对开裂二极管做了以下试验：

a）交变潮热试验

为考核管体破裂期间的密封性，对13只开裂二极管作了交变潮热试验，连续进行了10次循环，24h一次循环，试验合格。

b）热冲击（液体-液体）试验

为考核管体破裂器件对热应力的耐受程度，对13只开裂二极管作了热冲击试验，试验合格。

c）温度循环试验

抽取了同类产品1000只，作了温度循环试验，高温≥175 ℃，低温≤-60 ℃，循环10次，试验合格。

生产厂家结论：器件本身的质量是合格的，同时即使外壳破损的器件也能够承受一定的环境应力，其功能特性无损坏迹象。

无论是所内验证还是厂家验证，都说明器件本身的质量是合格的。

5、 元件引脚成形、剪切不当

当剪切元件引脚时选用钳子不锐利；当元件引脚成形时，成形专用工具使元件引脚有明显的刻痕，或形变超过引脚直径的10%，或未固定住本体根部而使引脚在成形、剪切中有扭转动作时，冲击力将传递给元件内部致使元件内部产生微裂纹，在环境试验时，施加的应力使微裂纹扩展，进一步恶化，最终导致本体开裂。

检查装焊过程中使用的成形、剪切工装，并采用此工装进行二极管的成形、剪切后检查元件引脚无裂痕或形变。将此元件装焊于PCB后进行ESS，检查无开裂现象，说明元件在装焊过程中成形、剪切工序正常。

6 、元件安装不当

元器件安装有几种方式：贴冷板安装、贴印制板安装、抬高0.08mm安装；单独安装；两边有电阻紧靠的安装。

通过试验及初步分析发现，在冷板上安装且没有电阻挤压的二极管也存在二极管开裂，说明二极管开裂也可能与冷板有关系，或还可能有其他方面的共性原因。

进一步验证，将二极管按如下工艺装配(该安装工艺可使二极管周围有足够的间隙，二极管完全可不受挤压)：

a）开裂二极管底部无冷板，处于两个电阻之间的，将二极管贴板安装，相邻电阻抬高1mm安装。

导致中空玻璃炸裂有多种原因，有生产方面的，也有安装方面的。玻璃炸裂的主要原因可以归纳为以下几种：

（1）使用温度和生产环境温度相差较大产生温差变异致使中空玻璃炸裂。中空玻璃密封空气层内的压力是生产环境温度下的空气压力，空气的热胀冷缩会使空气层的压力发生变化，夏季时环境温度一般都高于生产环境温度、中空玻璃空气层中的空气发生膨胀，空气层产生正压`特别是用吸热玻璃和镀膜玻璃制作的中空玻璃`玻璃的吸热效果很强`空气层内的温升更高‘产生的正压也就更大。当由于空气层空气膨胀引起的压力高于玻璃的破坏压力时、玻璃便会发生破裂。大部分的玻璃炸裂都是由此原因引起的。同样在冬季’环境温度低，空气层内空气收缩而产生负压`在风雪荷载的联合作用下`也会使玻璃发生炸裂

1、玻璃损伤因素

玻璃表面、边部由于搬运、安装、维护不小心，造成炸口、表面腐蚀、崩边等均易于破坏玻璃的应力引发钢化玻璃的自爆。

2、安装因素

在安装过程中，如果安装间隙较小或玻璃直接与框架接触，在阳光的照射下，玻璃与框架的膨胀系数不一样，容易使玻璃的边部或角部产生挤压力，诱发玻璃爆裂。