Poruchový režim: různé poruchové jevy a jejich projevy.
Mechanismus selhání: Jedná se o fyzikální, chemický, termodynamický nebo jiný proces, který vede k selhání.
1. Hlavní poruchové režimy a poruchové mechanismy rezistorů jsou
1) Otevřený obvod: Mechanismus hlavní poruchy spočívá v tom, že odporový film je spálený nebo spadne na velké ploše, substrát je rozbitý a olověný kryt a tělo rezistoru vypadnou.
2) Odpor odporu je mimo specifikaci: odporový film je vadný nebo degradovaný, substrát má pohyblivé ionty sodíku a ochranný povlak není dobrý.
3) Rozbití olova: porucha svařovacího procesu těla rezistoru, znečištění pájeného spoje, poškození mechanickým namáháním olova.
4) Zkrat: migrace stříbra, koronový výboj.
2. Tabulka podílu poruchových režimů na celkových poruchách
3. Analýza poruchových mechanismů
Mechanismus selhání rezistorů je mnohostranný a příčiny stárnutí rezistoru jsou různé fyzikální a chemické procesy, ke kterým dochází za pracovních podmínek nebo podmínek prostředí.
(1) Strukturální změny vodivých materiálů
Vrstva vodivého filmu rezistoru tenkého filmu se obecně získává depozicí par a do určité míry existuje amorfní struktura. Z termodynamického hlediska mají amorfní struktury tendenci krystalizovat. Za pracovních podmínek nebo podmínek prostředí má amorfní struktura ve vrstvě vodivého filmu tendenci krystalizovat určitou rychlostí, to znamená, že vnitřní struktura vodivého materiálu má tendenci být hustá, což může často způsobit snížení hodnoty odporu. Rychlost krystalizace se zvyšuje se zvyšující se teplotou.
Odporový drát nebo odporový film bude během procesu přípravy vystaven mechanickému namáhání a jeho vnitřní struktura bude narušena. Čím menší je průměr drátu nebo tenčí film, tím významnější je účinek napětí. Obecně lze tepelné ošetření použít k eliminaci vnitřního napětí. Během dlouhodobého používání lze postupně eliminovat zbytkové vnitřní napětí a podle toho se může měnit odpor rezistoru.
Proces krystalizace i proces odstraňování vnitřního pnutí se s časem zpomalí, ale během použití rezistoru je nemožné jej ukončit. Lze předpokládat, že tyto dva procesy probíhají během pracovní doby rezistoru přibližně konstantní rychlostí. Změna odporu, která s nimi souvisí, představuje přibližně několik tisícin původní hodnoty odporu.
Vysokoteplotní stárnutí elektrického zatížení: V každém případě elektrické zatížení urychlí proces stárnutí rezistorů a účinek elektrického zatížení na urychlení stárnutí rezistorů je významnější než účinek zvýšené teploty. Důvodem je teplota kontaktní části těla rezistoru a olova. Nárůst překračuje průměrný nárůst teploty rezistoru. Obecně se životnost zkrátí na polovinu při každém 10 ℃ zvýšení teploty. Pokud přetížení způsobí, že nárůst teploty rezistoru překročí jmenovitou zátěž o 50 ° C, je životnost rezistoru za normálních podmínek pouze 1/32 životnosti. Může projít zkouškou zrychlené životnosti kratší než čtyři měsíce, aby posoudil pracovní stabilitu rezistoru během 10 let.
DC zátěžová elektrolýza: při stejnosměrném zatížení způsobí elektrolýza stárnutí odporu. V drážce drážkovaného rezistoru dochází k elektrolýze a ionty alkalických kovů obsažené v matici rezistoru jsou přemístěny v elektrickém poli mezi drážky za vzniku iontového proudu. Pokud je přítomna vlhkost, proces elektrolýzy se stává přísnějším. Pokud je odporovým filmem uhlíkový film nebo kovový film, jedná se hlavně o elektrolytickou oxidaci; pokud je odporovým filmem film z oxidu kovu, jedná se hlavně o elektrolytickou redukci. U vysoce odolných tenkovrstvých rezistorů může účinek elektrolýzy zvýšit odpor a na straně drážkové spirály může dojít k poškození filmu. Provedení zkoušky stejnosměrným zatížením v prostředí s horkým zábleskem může komplexně posoudit odolnost proti oxidaci nebo redukci základního materiálu a filmu rezistoru, jakož i odolnost ochranné vrstvy proti vlhkosti.
(2), vulkanizace
Poté, co byla v chemickém závodě po dobu jednoho roku používána šarže polních nástrojů, tyto nástroje jeden po druhém selhaly. Po analýze bylo zjištěno, že hodnota odporu tlustovrstvého čipového rezistoru použitého v měřiči se zvětšila a dokonce se stala otevřeným obvodem. Když je vadný rezistor pozorován pod mikroskopem, lze zjistit, že se na okraji rezistorové elektrody objevuje černý krystalický materiál. Další analýza složení odhalila, že černým materiálem jsou krystaly sulfidu stříbrného. Ukázalo se, že odpor byl korodován sírou ze vzduchu.
(3) Adsorpce a desorpce plynu
Rezistivní film filmových rezistorů na hranici zrn, nebo vodivé částice a pojivová část, mohou vždy adsorbovat velmi malé množství plynu. Tvoří mezivrstvu mezi krystalovými zrny a brání kontaktu mezi vodivými částicemi, čímž zjevně ovlivňují odpor.
Rezistor ze syntetického filmu je vyroben za normálního tlaku. Při práci ve vakuu nebo při nízkém tlaku je desorbovaná část připojena k plynu, což zlepšuje kontakt mezi vodivými částicemi a snižuje hodnotu odporu. Podobně, když tepelně rozložitelné uhlíkové filmové odpory vyrobené ve vakuu fungují přímo za normálních podmínek prostředí, absorbují část plynu v důsledku zvýšení tlaku vzduchu a zvýšení hodnoty odporu. Pokud je negravírovaný polotovar přednastaven na normální dobu po přiměřenou dobu, stabilita odporu hotového rezistoru se zlepší.
Teplota a tlak vzduchu jsou hlavními faktory prostředí, které ovlivňují adsorpci a desorpci plynu. U fyzické adsorpce může chlazení zvýšit rovnovážnou adsorpční kapacitu, zatímco ohřev je opačný. Protože na povrchu rezistoru dochází k adsorpci a desorpci plynu. Proto je dopad na filmové rezistory významnější. Změna odporu může dosáhnout 1% ~ 2%.
(4) Oxidace
Oxidace je dlouhodobý faktor (odlišný od adsorpce). Oxidační proces začíná od povrchu rezistoru a postupně se prohlubuje do vnitřku. S výjimkou rezistorů z drahých kovů a slitinových fólií jsou rezistory jiných materiálů ovlivněny kyslíkem ve vzduchu. Výsledkem oxidace je zvýšení odporu. Čím tenčí je odporový film, tím zřetelnější je účinek oxidace.
Základním opatřením k zabránění oxidace je těsnění (kov, keramika, sklo a jiné anorganické materiály). Nátěr nebo zalévání organickými materiály (plasty, pryskyřice atd.) Nemůže zcela zabránit tomu, aby ochranná vrstva prostupovala vlhkost nebo vzduch. I když může zpomalit oxidaci nebo adsorbovat plyn, přinese také několik nových nápadů týkajících se organické ochranné vrstvy. Faktory stárnutí.
(5) Vliv organické ochranné vrstvy
Během tvorby organické ochranné vrstvy se uvolňují těkavé látky nebo páry rozpouštědla při polymeraci. Proces tepelného zpracování způsobí, že část těkavých látek difunduje do rezistoru, což způsobí zvýšení odporu. Ačkoli tento proces může trvat 1 až 2 roky, doba významného ovlivnění rezistence je přibližně 2 až 8 měsíců. Aby byla zajištěna stabilita odolnosti hotového výrobku, je vhodnější ponechat výrobek ve skladu po určitou dobu před opuštěním továrny.
(6) Mechanické poškození
Spolehlivost odporu do značné míry závisí na mechanických vlastnostech rezistoru. Těla rezistorů, krytky vedení a vodiče vedení by měly mít dostatečnou mechanickou pevnost. Poruchy v matici, poškození krytu elektrody nebo prasknutí elektrody mohou vést k poruše rezistoru.