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车规TVS管失效案例深度剖析与预防-ASIM阿赛姆
阿赛姆电子 | 2025-11-26 14:06:13    阅读:26   发布文章

一、短路失效案例:能量评估失误
某新能源车型BMS采样线TVS批量短路烧毁,失效分析显示浪涌能量超出Ppp额定值3倍。根本原因是电池包内短路时产生10MHz振铃波,设计时仅考虑标准抛负载波形,未实测实际工况。TVS芯片金属化层在10μs内熔融,形成永久短路通道。
预防措施:必须进行实际工况浪涌测试。阿赛姆提供便携式浪涌记录仪,可随车记录一周数据,精确计算能量后选型。其SM8S系列通过加严测试,可承受110%额定Ipp冲击5次无失效,提供额外安全裕度。
二、开路失效案例:寿命评估缺失
某商用车CAN总线TVS使用2年后开路失效,导致ECU在年检ESD测试中损坏。解剖显示键合金线电迁移断裂,因设计时未考虑重复浪涌寿命。车辆启动时点火系统每天产生约50次小浪涌,累积5000次后键合线截面积减小30%。
解决方案:选用铜线键合TVS。阿赛姆SMB系列采用铜线键合,电迁移速率降低60%,通过10000次50%Ipp冲击测试,键合线完整性100%。其规格书明确标注重复浪涌寿命曲线,供工程师评估。
三、参数漂移案例:温度滥用
某车载摄像头图像出现雪花噪点,诊断发现TVS漏电流从0.1μA增至25μA,导致传感器供电下跌。失效机理是夏季车内温度达125℃,商用级TVS钝化层微裂纹扩展,湿气侵入形成漏电通道。
车规TVS要求钝化层厚度>2μm且致密。阿赛姆采用PECVD双层钝化,底层SiN 1μm,顶层聚酰亚胺0.5μm,150℃/1000小时HTRB后Ir增长<0.5μA。其ESD3V3D150TBC在车载摄像头应用500套样品零失效。
四、布局不当案例:寄生电感陷阱
某电机控制器TVS在ESD测试中失效,分析发现TVS距IGBT引脚15mm,引线电感12nH,在di/dt=1000A/μs时产生12V额外压降,使Vc超标。PCB优化后距离缩短至3mm,电感降至2nH,问题消除。
阿赛姆提供免费PCB布局审核服务,通过仿真软件预测寄生参数,指导地线宽度、过孔数量等细节,确保实际Vc与理论值偏差<10%。
五、阿赛姆失效预防体系
阿赛姆建立三级预防机制:设计阶段提供SPICE仿真和布局优化;验证阶段进行10000次重复浪涌、2000小时HAST加严测试;量产阶段植入微传感器监控浪涌能量。
其失效分析实验室提供8小时响应服务,2024年分析的17起案例中,14起为系统设计问题,阿赛姆协助优化后实现零重复失效。客户还可寄回使用3-5年器件进行免费健康度评估,提前识别风险。

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