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嘉峪检测网 2016-09-22 09:18
失效模式:各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理:是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
1、电阻器的主要失效模式与失效机理为
1) 开路:主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落,基体断裂,引线帽与电阻体脱落。
2) 阻值漂移超规范:电阻膜有缺陷或退化,基体有可动钠离子,保护涂层不良。
3) 引线断裂:电阻体焊接工艺缺陷,焊点污染,引线机械应力损伤。
4) 短路:银的迁移,电晕放电。
2、失效模式占失效总比例表
(1)、线绕电阻
失效模式 |
占失效总比例 |
开路 |
90% |
阻值漂移 |
2% |
引线断裂 |
7% |
其它 |
1% |
(2)、非线绕电阻
失效模式 |
占失效总比例 |
开路 |
49% |
阻值漂移 |
22% |
引线断裂 |
17% |
其它 |
7% |
3、失效机理分析
(1)、导电材料的结构变化
薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得,在一定程度上存在无定型结构。按热力学观点,无定型结构均有结晶化趋势。在工作条件或环境条件下,导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化,也即导电材料内部结构趋于致密化,能常会引起电阻值的下降。结晶化速度随温度升高而加快。
(2)、硫化
有一批现场仪表在某化工厂使用一年后,仪表纷纷出现故障。经分析发现仪表中使用的厚膜贴片电阻阻值变大了,甚至变成开路了。把失效的电阻放到显微镜下观察,可以发现电阻电极边缘出现了黑色结晶物质,进一步分析成分发现,黑色物质是硫化银晶体。原来电阻被来自空气中的硫给腐蚀了。
(3)气体吸附与解吸
膜式电阻器的电阻膜在晶粒边界上,或导电颗粒和黏结剂部分,总可能吸附非常少量的气体,它们构成了晶粒之间的中间层,阻碍了导电颗粒之间的接触,从而明显影响阻值。
合成膜电阻器是在常压下制成,在真空或低气压工作时,将解吸部分附气体,改善了导电颗粒之间的接触,使阻值下降。同样,在真空中制成的热分解碳膜电阻器直接在正常环境条件下工作时,将因气压升高而吸附部分气体,使阻值增大。如果将未刻的半成品预置在常压下适当时间,则会提高电阻器成品的阻值稳定性。
温度和气压是影响气体吸附与解吸的主要环境因素。对于物理吸附,降温可增加平衡吸附量,升温则反之。由于气体吸附与解吸发生在电阻体的表面。所以对膜式电阻器的影响较为显著。阻值变化可达1%~2%。
(4)氧化
氧化是长期起作用的因素(与吸附不同),氧化过程是由电阻体表面开始,逐步向内部深入。除了贵金属与合金薄膜电阻外,其他材料的电阻体均会受到空气中氧的影响。氧化的结果是阻值增大。电阻膜层愈薄,氧化影响就更明显。
防止氧化的根本措施是密封(金属、陶瓷、玻璃等无机材料)。采用有机材料(塑料、树脂等)涂覆或灌封,不能完全防止保护层透湿或透气,虽能起到延缓氧化或吸附气体的作用,但也会带来与有机保护层有关的些新的老化因素。
(4)、有机保护层的影响
有机保护层形成过程中,放出缩聚作用的挥发物或溶剂蒸气。热处理过程使部分挥发物扩散到电阻体中,引起阻值上升。此过程虽可持续1~2年,但显著影响阻值的时间约为2~8个月,为了保证成品的阻值稳定性,把产品在库房中搁置一段时间再出厂是比较适宜的。
(5)、机械损伤
电阻的可靠很大程度上取决于电阻器的机械性能。电阻体、引线帽和引出线等均应具有足够的机械强度,基体缺陷、引线帽损坏或引线断裂均可导致电阻器失效。
来源:硬十