Modul de eșec: diverse fenomene de eșec și manifestările lor.
Mecanism de eșec: Este procesul fizic, chimic, termodinamic sau de altă natură care duce la eșec.
1. Principalele moduri de defectare și mecanismele de defectare ale rezistențelor sunt
1) Circuit deschis: principalul mecanism de defecțiune constă în faptul că filmul rezistiv este ars sau cade într-o zonă mare, substratul este rupt, iar capacul de plumb și corpul rezistenței cad.
2) Derivația de rezistență este dincolo de specificații: filmul rezistiv este defect sau degradat, substratul are ioni de sodiu mobili și învelișul protector nu este bun.
3) Ruperea firului de plumb: defecte ale procesului de sudare ale corpului rezistorului, poluarea articulațiilor de lipit, deteriorarea tensiunii mecanice a firului de plumb.
4) Scurtcircuit: migrarea argintului, descărcare coroană.
2. Tabel cu proporția modurilor de eșec în totalul eșecurilor
3. Analiza mecanismului de eșec
Mecanismul de eșec al rezistențelor este multilateral și diverse procese fizice și chimice care apar în condiții de lucru sau condiții de mediu sunt cauzele îmbătrânirii rezistorului.
(1) Modificări structurale ale materialelor conductive
Stratul de film conductiv al rezistorului de film subțire este obținut în general prin depunere de vapori și există o structură amorfă într-o anumită măsură. Din punct de vedere termodinamic, structurile amorfe au tendința de a cristaliza. În condiții de lucru sau condiții de mediu, structura amorfă din stratul de film conductiv tinde să cristalizeze la o anumită viteză, adică structura internă a materialului conductiv tinde să fie densă, ceea ce poate provoca adesea o scădere a valorii rezistenței. Rata cristalizării crește odată cu creșterea temperaturii.
Firul de rezistență sau filmul de rezistență vor fi supuse unor solicitări mecanice în timpul procesului de preparare, iar structura sa internă va fi distorsionată. Cu cât diametrul firului este mai mic sau cu atât folia este mai subțire, cu atât este mai semnificativ efectul de stres. În general, tratamentul termic poate fi utilizat pentru a elimina stresul intern. Stresul intern rezidual poate fi eliminat treptat în timpul utilizării pe termen lung, iar rezistența rezistorului se poate modifica în consecință.
Atât procesul de cristalizare, cât și procesul de eliminare a stresului intern încetinesc odată cu trecerea timpului, dar este imposibil să se încheie în timpul utilizării rezistorului. Se poate considera că aceste două procese se desfășoară la o viteză aproximativ constantă în timpul perioadei de lucru a rezistorului. Schimbarea rezistenței asociate acestora reprezintă aproximativ câteva miimi din valoarea rezistenței inițiale.
Îmbătrânirea temperaturii ridicate a sarcinii electrice: În orice caz, sarcina electrică va accelera procesul de îmbătrânire a rezistențelor, iar efectul sarcinii electrice asupra accelerării îmbătrânirii rezistențelor este mai semnificativ decât cel al temperaturii crescute. Motivul este temperatura părții de contact a corpului rezistenței și a capacului de plumb. Creșterea depășește creșterea medie a temperaturii rezistorului. În general, durata de viață este scurtată la jumătate pentru fiecare creștere de 10 ℃ a temperaturii. Dacă supraîncărcarea determină creșterea temperaturii rezistorului să depășească sarcina nominală cu 50 ° C, durata de viață a rezistorului este de doar 1/32 din durata de viață în condiții normale. Poate trece testul de viață accelerat de mai puțin de patru luni pentru a evalua stabilitatea de lucru a rezistorului pe parcursul a 10 ani.
Sarcină DC-electroliză: sub sarcină continuă, electroliza face ca rezistorul să îmbătrânească. Electroliza are loc în canelura rezistorului canelat, iar ionii metalelor alcaline conținute în matricea rezistorului sunt deplasați în câmpul electric dintre caneluri pentru a genera curent ionic. Când este prezentă umezeală, procesul de electroliză devine mai sever. Dacă pelicula rezistivă este o peliculă de carbon sau o peliculă de metal, aceasta este în principal oxidare electrolitică; dacă pelicula rezistivă este o peliculă de oxid de metal, aceasta este în principal o reducere electrolitică. Pentru rezistențele cu film subțire de înaltă rezistență, efectul electrolizei poate crește rezistența, iar deteriorarea filmului poate apărea de-a lungul părții spiralei canelurii. Efectuarea unui test de încărcare DC într-un mediu cu foc fierbinte poate evalua în mod cuprinzător rezistența la oxidare sau reducerea materialului de bază a rezistorului și a filmului, precum și rezistența la umiditate a stratului protector.
(2), vulcanizare
După ce un lot de instrumente de câmp au fost utilizate într-o uzină chimică timp de un an, instrumentele au eșuat unul după altul. După analiză, s-a constatat că valoarea rezistenței rezistenței cipului de film gros utilizat în contor a devenit mai mare și chiar devine un circuit deschis. Când rezistorul eșuat este observat la microscop, se poate constata că pe marginea electrodului rezistorului apare material cristalin negru. O analiză suplimentară a compoziției relevă faptul că materialul negru este cristale de sulfură de argint. S-a dovedit că rezistența a fost corodată de sulful din aer.
(3) Adsorbția și desorbția gazelor
Filmul rezistiv al rezistențelor de film de pe limita granulelor sau particulele conductoare și partea liantă pot adsorbi întotdeauna o cantitate foarte mică de gaz. Ele formează stratul intermediar între boabele de cristal și împiedică contactul dintre particulele conductoare, afectând în mod evident rezistența.
Rezistorul filmului sintetic este realizat sub presiune normală. Când lucrați în vid sau la presiune scăzută, partea desorbită este atașată la gaz, ceea ce îmbunătățește contactul dintre particulele conductoare și reduce valoarea rezistenței. În mod similar, atunci când rezistențele cu film de carbon care se descompun termic fabricate în vid funcționează direct în condiții normale de mediu, vor absorbi o parte din gaz datorită creșterii presiunii aerului, mărind valoarea rezistenței. Dacă semifabricatul negravat este presetat la presiune normală pentru un timp adecvat, stabilitatea rezistenței rezistorului finit va fi îmbunătățită.
Temperatura și presiunea aerului sunt principalii factori de mediu care afectează adsorbția și desorbția gazelor. Pentru adsorbția fizică, răcirea poate crește capacitatea de adsorbție în echilibru, în timp ce încălzirea este opusă. Pe măsură ce adsorbția și desorbția gazelor apar pe suprafața rezistorului. Prin urmare, impactul asupra rezistențelor de film este mai semnificativ. Schimbarea rezistenței poate ajunge la 1% ~ 2%.
(4) Oxidare
Oxidarea este un factor pe termen lung (diferit de adsorbție). Procesul de oxidare începe de la suprafața rezistorului și se adâncește treptat în interior. Cu excepția rezistențelor din metale prețioase și a filmelor din aliaj, rezistențele altor materiale sunt toate afectate de oxigenul din aer. Rezultatul oxidării este o creștere a rezistenței. Cu cât folia rezistivă este mai subțire, cu atât este mai evident efectul oxidării.
Măsura fundamentală pentru prevenirea oxidării este etanșarea (metal, ceramică, sticlă și alte materiale anorganice). Acoperirea sau ghivecarea cu materiale organice (materiale plastice, rășini etc.) nu poate împiedica complet stratul protector să pătrundă în umiditate sau aer. Deși poate întârzia oxidarea sau adsorbi gazul, va aduce și câteva idei noi legate de stratul organic de protecție. Factori de îmbătrânire.
(5) Influența stratului organic de protecție
În timpul formării stratului organic de protecție, se eliberează substanțe volatile de polimerizare prin condensare sau vapori de solvent. Procesul de tratare termică face ca o parte din substanțele volatile să difuzeze în rezistor, determinând creșterea rezistenței. Deși acest proces poate dura 1 până la 2 ani, timpul pentru a afecta semnificativ rezistența este de aproximativ 2 până la 8 luni. Pentru a asigura stabilitatea rezistenței produsului finit, este mai potrivit să lăsați produsul în depozit pentru o perioadă de timp înainte de a părăsi fabrica.
(6) Daune mecanice
Fiabilitatea rezistenței depinde în mare măsură de proprietățile mecanice ale rezistorului. Corpurile rezistorului, capacele de plumb și firele de plumb ar trebui să aibă toate o rezistență mecanică suficientă. Defectele matricei, deteriorarea capacului de plumb sau rupturile de plumb pot duce la defectarea rezistorului.