现代的彩电、录像机的开关电源广泛应用了厚膜集成电路,以利于降低生产成本,提高性能和可靠性。电源厚膜集成电路工作在高电压、大电流、大功耗的场合,又由于电源插座接触不良和浪涌电流的冲击等因素的影响,使得电源厚膜集成电路的损坏率较高。电源厚膜的损坏,大部分都表现为大功率开关管被击穿短路。
由于电源厚膜集成电路的型号繁多,一般的家电维修部门都不可能备齐各种型号的电源厚膜集成电路,且一些新型号的大屏幕彩电中的电源厚膜集成电路损坏后,一般情况下都难以购买到同型号的厚膜集成电路,即使可以向各厂商驻中国的维修中心、零部件供应中心购买到,其价格也是非常的昂贵且订货周期长。能否对厚膜集成电路进行一些应急的修理,用外接的大功率开关管代替厚膜中已损坏的开关管,让损坏的厚膜电路能够继续使用是广大维修人员关心的问题。
目前彩电的开关电源中广泛应用STR系列的厚膜集成电路,其制造工艺采用在陶瓷电路基板上用中、小功率晶体管和一些电阻(部分型号的厚膜还有少量的电容)构成电压基准、误差放大和脉宽调制等小功耗单元电路的芯片,而大功率开关管直接镶制在金属底板上(以利于散热)。大功率开关管与低电流、小功耗的芯片之间的距离通常都在2.5mm以上,两部分之间用细金属丝电极相连。其它系列的电源厚膜集成电路,其制造工艺基本一致,开关管与电压基准、误差放大和脉宽调制等小功耗的单元电路之间的距离通常也在2mm以上。这就为修复厚膜集成电路创造了条件,从维修实践中也证明了大功率开关管被击穿的电源厚膜集成电路完全可以修复和重新利用的。
在碰到一个新型号的电源厚膜集成电路损坏,又无有关的资料介绍其内部电路的参数和应急代换的方法时,如果该厚膜仅是大功率开关管被击穿,而其它电路基本完好,则可以用下述方法试着将该厚膜集成电路修复。
首先,将厚膜集成电路印有型号的一面向上,再用一个小钢锯从厚膜的顶部往下约占整个厚膜高度的1/3处水平锯割(即锯图1中虚线①的位置),锯的深度控制在2mm左右(一般情况下恰好锯到金属底板)。在锯好后,用万用表测量,看厚膜中的大功率开关管与小功耗电路之间连接的金属细线是否被锯断。大部分STR系列的厚膜集成电路中的大功率开关管的集电极直接与金属底板相连接,对于这些厚膜块,只要开关管的e、b极与小功率电路之间的连线被锯断即可。在用万用表测量时,厚膜内部的大功率开关管的三个电极所在的管脚的电阻从原来的小阻值(击穿短路)变大,就可以认为大功率开关管的连线已被锯断。如没有锯断,由刚才的锯线向引脚的方向靠近约2mm的位置继续再锯(即锯图1中虚线②的位置),再测量。这样连续数次,一直到大功率开关管与小功耗单元电路之间连接的金属细线被锯断为止(或者恰好把大功率开关管锯掉)。通常情况下,用这一种方法在厚膜集成电路上锯2~4条断面,即可把损坏的大功开关管与小功耗电路之间连接的金属细线锯断。

在断开损坏的开关管与小功耗单元电路之间的连接之后,第二步就是要将锯开的厚膜集成电路重新密封。笔者通常采用环氧树脂来密封,在密封前,先要对锯开的断面进行处理。先把断面处的粉末状小颗粒用小排笔扫尽。再用电吹风或红外线灯对厚膜集成电路加热一段时间,用以除去断面中所吸附的水蒸气,也为后面的密封做准备。趁热把调配好的环氧树脂涂在锯开的断面中,在涂树脂的时候应注意,尽量不要让涂在断面中的环氧树脂有大的气泡,每次只应挑入少量的环氧树脂,使涂入断面的树脂一层一层地增厚,直到断面被填平为止。为了增加可靠性和增强防腐蚀的能力,在环氧树脂干后应再涂一次。图2表示用环氧树脂密封的厚膜块的侧面图。等两次所涂的环氧树脂彻底干透,厚膜块就可以使用了。

在使用时,把厚膜集成电路装回原处,从连接厚膜内部被锯开的大功率开关管的b、c、e三个电极的所在的管脚上用三根引线与外接大功率开关管的相应电极相连。外接的大功率开关管可以选用2SC1942(或BU508A、2SD1403、2SD820等大功率开关管),应选用β大一些的开关管,这样容易起振,但β也不能太大,如太大,也容易产生自激。还要注意外接大功率管的散热和绝缘。
使用本法来修复电源厚膜集成电路,会有意想不到的效果,常常可使一些宣判死刑的彩电起死回生。但在使用本法时,应注意以下几点:
1.本法破坏了厚膜集成电路的密封状态,会使器件的可靠性降低。对于一些常见、易购且售价较低的厚膜集成电路,如STR6020等,建议不用本法修复。
2.为了防止开关电源泄漏的高频信号干扰其它电路,外接的大功率开关管与厚膜集成电路之间的连线应短而粗,最好能在开关管的各引脚上穿上几枚高频磁环。
3.大功率开关管被击穿时是由于外接保护开关管的有关元器件变质、损坏而引起的,而大功率开关管被击穿后又会导致一些保护开关管的元器件的损坏(如限流保护电阻等)。应对这些电路仔细检查,在确认没有故障的元器件后才能通电试机。在通电前也应检查厚膜集成电路和外接大功率的开关管之间的焊点连线是否准确无误。
4.在修复前仅是通过万用表测量原厚膜集成电路的直流电阻来判断其内部电压基准、误差放大、脉宽调制等小功耗电路的好坏,且又无该厚膜的有关资料,其检测结果很不可靠。在通电时,建议用一个调压器把输入电压从80V开始逐渐升高,同时用万用表监视+B电压的上升情况。如果有异常应及时关机,防止故障扩大。在输入的电源电压调至240V时,彩电仍可正常工作,即可说明修复完成。(沈文)