1引言
在彩电中，回扫变压器（Flying Back Transformer 简称FBT）是其五大关键件之一，被喻为彩电的心脏，其作用之重要显而易见。FBT的产品质量直接影响到彩电的整机质量，FBT 的可靠性和彩电的可靠性息息相关。在对彩电失效模式分析和统计发现，因FBT的失效而导致彩电故障的比例占45%强。正因为如此，各彩电生产厂家对FBT的品质和可靠性提出了非常严格的要求，以此来保证自身的品牌。
根据国家标准，彩电FBT的不良品率应在400PPM以内。FBT的可靠性应当在FBT 的设计中来保证。因此，FBT的可靠性研究是FBT 设计工作中的一个十分重要的环节。
FBT 的可靠性研究工作，主要是从FBT工作的原理、作用、特性出发，分析对FBT 可靠性直接产生影响的因素的基础上，优化FBT的设计，改进制作工艺，同时采用科学合适的材料，兼顾FBT的成本，来提高FBT 的可靠性。
2 FBT的工作原理
彩电FBT是一种特殊的高压脉冲功率变压器。它主要是在行扫描逆程时间，利用偏转电流向逆程电容充放电，形成高压行频脉冲，通过变压器转换，提供显象管所需的阳极高压、聚焦电压和帘栅电压。很多还同时提供彩电电路工作所需的中、低电压等。其基本工作原理如图1所示：
3 FBT可靠性的改进：
通过对FBT工作原理的分析，结合多年生产的经验，我们可以发现，从设计者的角度看，影响FBT可靠性的因素主要有：
①结构设计：需要解决调整率差，振铃高等缺陷
②材料特性：如何提高含浸度、阻燃性及元件的抗潮性引起的失效；
③生产工艺：怎样改进加工工艺，确保FBT产品安全性好、可靠性高。
为此，可以进行如下改进：
a.高压绕组采用平绕（层绕）方式，可以有效减小振铃，提高高压调整率。
经过十多年的技术发展，平绕型基本上完全代替了槽绕型。两种方式比较如表1：
平绕方式的好处是很显然的。采用平绕方式，是指高压绕组分层平整绕线，各层绕组之间用高压二极管串连，分段整流。这样做的目的是可以降低漏感和分布电容。
由于漆包线极细（目前最细的达ф0.028mm），漆包线本身的耐压很低。因此，在绕制过程中要注意解决叠线、匝间排列不均、薄膜蛇形、断线、余线和杂线夹入等问题，以保证完全平整，可靠。通常采取以下措施：
①使用日本等国进口的全自动绕线机，主要有TORAY、NITTOKU多贺等厂家生产的TSCW-208Z、NT880N等先进的数控绕线机。严密注意从程序编写、现场调试到日常调机的每一个环节。
②层间绝缘薄膜两端切成45°斜角，利于包膜平整；
③超声波焊接（welder horn）时间设定不要太长，以免焊点太大、太粗，从而使薄膜拱起，导致蛇形，通常起焊0.2秒，续焊0.1秒;
④采用类钓鱼竿式张力控制装置，通过调整合适的张力控制范围，确保漆包线绕制正常。这种装置的好处在于它实现了负反馈调节，可以有效保证张力的动态稳定。 一般经验选择张力范围为：ф0.028/5～7g，ф0.03/6～8g。并且绕脚和绕线张力还不一样。
b.为提高环氧树脂的浸润性，可以在聚脂薄膜上压花(emboss)，同时选择合适粘度的环氧树脂，改进真空灌封工艺。                                                        
 因漆包线很细，其本身的耐压又低，所以必须依靠环氧树脂来保证产品的安全。因此，环氧树脂的浸润性对FBT的安全就显的尤为重要。提高含浸度的方法有：
①在聚脂薄膜上压花，压花长度为40mm，共8段，每段5mm。这样做的目的是增大膜间间隙，利于环氧树脂渗透。
② 选择合适粘度的环氧树脂。我们知道，粘度越低，流动性越好，浸润性越高。但粘度太低，固化时的收缩率大，会引起高压线圈断线而使产品报废。根据统计数据，粘度在27P左右的环氧树脂流动性好，其固化收缩率＜0.3%。符合要求的产品有无锡惠利公司的9001A/B、日本日立的KE5203A/B等。
③改进真空灌封工艺。在环氧树脂使用前，对树脂进行预热处理(Pre-heating)。预热条件为：80℃，4小时。对待灌产品也要进行预热，条件为：105℃，不小于1.5小时。灌封真空度要≥5mbar，灌前真空下不小于1分钟，灌后保真空的时间要≥20秒。
考虑环氧树脂的固化为放热反应，应选取合适的固化曲线，避开放热峰，使固化过程中的最高温升小于玻璃化转折点，即Tg值。通常选用曲线为：75℃/2hrs +90℃/0.5hr +105℃/2.5hrs，也叫三阶梯固化曲线。
c.使用新开发的环氧树脂，提高FBT的阻燃性能，同时满足环保要求。
环氧树脂中的阻燃剂起初为磷系、后为卤系，目前已经改为氢氧化铝系。原先的磷系环氧树脂为红色，而卤系、氢氧化铝系为白色。所以常说由红料改为白料。如今为满足环保的要求，减少燃烧时的发烟量，降低燃烧时释放出的有害气体，我们又使用了新开发出的新型的环保料，其主要优点在于：低含水率（仅为0.03%），高阻燃性(添加玻璃纤维等阻燃剂)，无卤无锑，对环境无污染，性能又提高了，可谓一举两得。如：无锡惠利WELLS9002、东芝化学的TCG1120等。
d.增加整脚装置；将二极管有玻封型改为塑封型，减少影响产品可靠性的寄生因素。
增加整脚装置，是为了防止尖端放电。FBT 工作在高压状态，尖端放电的避免必须优先考虑。在制造过程中，增加了一整脚装置，这样可以去除高压线圈上的针角拉尖，从而避免尖端放电。
在FBT的失效中，二极管的失效占很大比例。统计数据表明：由于运输和保存等环节中受潮是造成失效的原因之一，但最主要的还是高压二极管本身的抗潮性有问题。以前使用的包封材料是玻璃，现在则改用树脂材料。这不仅降低了高压二极管的生产成本，而且不断改进的树脂包封材料也使高压二极管的抗潮性大大提高。通过蒸汽压力蒸煮实验（Pressure Cooking Test 简称PCT）测试进一步可以验证了这个结论。
e.电位器外壳由MPPO改为PBT，提高产品的安全可靠性。
MPPO又名PPE，学名改性聚苯醚，为线性、热塑性非结晶树脂，分子结构中无明显的极性基因，有较好的刚性、抗蠕变性能，吸水率低，尺寸稳定性好。注塑成型产品光洁度高、外观漂亮，有很好的电绝缘性能。不足之处是具有开裂倾向，疲劳强度较低；遇到有机溶剂和植物油会溶解和碎裂，非常容易引起火灾。业界1990年以前曾大量使用MPPO来制造FBT的塑料件及其聚焦电位器的外壳。
PBT，聚对苯二甲酸丁二醇酯，热塑性结晶树脂，具有较优良的机械电气、耐热性能，特别是在接触有机溶剂和植物油方面明显好于MPPO，亦即克服了MPPO的缺点。但普通PBT在温度较高、湿度较高的情况下，存在会发生水解的缺点。因此应选择耐压、耐湿型的PBT用于FBT的塑料件和聚焦电位器的外壳。
两种材料的基本性能对比如表2：
4可靠性试验方法的探讨
为了对FBT产品的可靠性指标进行验证，需要对产品进行可靠性试验、寿命试验。FBT的可靠性通常采用加速寿命试验方法来预测。即在尽量短的时间内，采用加速老化的办法，来预测产品的平均寿命。一般有两种办法：温度加速和电压加速。国标GB9367-88中对回扫变压器加速寿命试验的规定为：在环境温度70℃、1.1倍阳极高压、额定负载的条件下，15只样品进行1000小时试验。按照这个标准，做一个试验，需要近42天时间。不仅消耗大量的人力物力，而且费用很高。
由于回扫变压器属于小功率脉冲变压器，其失效率基本公式为：
λp=λb(πE*πQ)
式中：λp为失效数/10E6小时，λb为基本失效率，         πE为环境系数，πQ为质量系数。且有λb=A*ex。
  x=[(TH S+273)/N T]G。
其中：TH S为FBT热点温度(℃)，NT为温度常数，G为加速常数，A为不同绝缘等级的调节系数。
这样的公式显得很烦琐，它常常只具有定性分析的意义。实际上，设计一种回扫变压器的可靠性预算，不必搬用整机那样的可靠性分配方法。较好的方法应建立在对原有FBT实际使用失效率的统计数据和失效模式、失效机理分析的基础上，通过相似法来对产品的可靠性进行简便的预算。
由失效率基本公式可以看出：彩电回扫变压器FBT的可靠性问题主要取决于πE环境系数、πQ质量系数。事实上，FBT的失效绝大部分是由于工艺不当，使用了不符合要求的材料，工作在不适当的环境因素所引起。抛开材料和工艺问题，在一个时间段对用户实际使用时失效的统计数据表明：在每个月份FBT失效的数量并不一样，1月、2月、6月、7月要高于其它月份。生活常识告诉我们，这4个月的空气湿度较高。说明在空气湿度高时，产品更容易失效。因此，可以利用湿度来加速产品的老化，这就是所谓的压力蒸煮试验（PCT）。现在比较通用的做法是先进行PCT试验，再进行温度和电压的老化试验。
在较高的湿度下，作为绝缘材料的环氧树脂发生了变化，其绝缘性能下降。主要表现在体电阻和吸水率方面。未使用的FBT的体电阻和吸水率分别为2.3和0.18%，使用23个月后会变为0.75和0.65%左右，即体电阻将为原来的1/3，吸水率会变为原来的3倍。
有鉴于此，通过比较不同条件下吸水率和体电阻的变化，同时又要保证试验时FBT的环氧树脂不会软化，建议选择PCT条件为： 气压2atm， 湿度85%RH， 温度121℃，时间72小时。这样的试验周期大大缩短，节约了大量的资源。
4结束语：
本文结合设计、制造FBT的实际情况，探讨了FBT可靠性技术的发展及其改进办法，关于可靠性预算和降额设计未进行讨论。愿本文对关联电子元器件的可靠性研究能够有一定的参考意义。

参考文献：
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