Moduri de eșec: Diverse fenomene de eșec și manifestările lor.
Mecanismul de eșec: este procesul fizic, chimic, termodinamic sau de altă natură care duce la eșec.
1. Principalele moduri de eșec și mecanismele de eșec ale rezistențelor sunt:
1) Circuit deschis: Mecanismul principal de eșec este că filmul de rezistență este ars sau cade într-o zonă mare, substratul este rupt, iar capacul de plumb și corpul rezistor cad.
2) Abaterea de rezistență depășește specificațiile: filmul de rezistență este defect sau degradat, matricea are ioni de sodiu mobili, iar stratul protector este slab.
3) Ruperea plumbului: defecte în procesul de sudare a corpului rezistor, contaminarea articulațiilor de lipire și deteriorarea mecanică a stresului la plumbi.
4) Scurtcircuit: migrarea argintului, descărcarea corona.
2. Modul de eroare la tabelul raportului total de eroare
3. Analiza mecanismului de defectare
Mecanismul de eșec al rezistențelor este cu mai multe fațete. Diverse procese fizice și chimice care apar în condiții de muncă sau condiții de mediu sunt motivele îmbătrânirii rezistențelor.
(1) Modificări structurale ale materialelor conductoare
Stratul de film conductiv de rezistoare de film subțire este, în general, obținut prin depunerea de vapori, și are o structură amorfă într-o anumită măsură. Din punct de vedere termodinamic, structurile amorfe au tendința de a cristaliza. În condiții de lucru sau de mediu, structura amorfă din stratul de film conductiv tinde să se cristalizeze la o anumită viteză, adică structura internă a materialului conductiv tinde să fie densificată, ceea ce poate provoca adesea o scădere a valorii rezistenței. Rata de cristalizare crește odată cu creșterea temperaturii.
Firul de rezistență sau filmul de rezistență vor fi supuse stresului mecanic în timpul procesului de pregătire, ceea ce va distorsiona structura sa internă. Cu cât diametrul firului este mai mic sau cu cât stratul de film este mai subțire, cu atât stresul va fi mai semnificativ. În general, stresul intern poate fi eliminat prin tratament termic, iar stresul intern rezidual poate fi eliminat treptat în procesul de utilizare pe termen lung, iar valoarea rezistenței rezistorului se poate schimba în consecință.
Atât procesul de cristalizare, cât și procesul intern de detensionare încetinesc în timp, dar este puțin probabil să se termine în timpul vieții rezistorului. Aceste două procese pot fi considerate a continua la o rată aproximativ constantă în timpul funcționării rezistorului. Schimbările de rezistență legate de ele reprezintă aproximativ o miime din rezistența inițială.
Îmbătrânirea la temperaturi ridicate a sarcinii electrice: În orice caz, sarcina electrică va accelera procesul de îmbătrânire a rezistorului, iar efectul sarcinii electrice asupra accelerării îmbătrânirii rezistorului este mai semnificativ decât cel al creșterii temperaturii. Motivul este că temperatura părții de contact a corpului rezistor și capacul de plumb este Creșterea depășește creșterea medie a temperaturii corpului rezistor. De obicei, durata de viață este scurtată la jumătate pentru fiecare creștere a temperaturii cu 10 °C. Dacă suprasarcina face ca creșterea temperaturii rezistorului să depășească sarcina nominală cu 50 °C, durata de viață a rezistorului este de numai 1/32 din durata de viață în condiții normale. Stabilitatea de lucru a rezistențelor pe o perioadă de 10 ani poate fi evaluată printr-un test de viață accelerat de mai puțin de patru luni.
DC sarcină-electroliză: Sub acțiunea sarcinii DC, electroliza provoacă îmbătrânirea rezistorului. Electroliza are loc în celula rezistor canelată, iar ionii metalici alcalini conținute în matricea de rezistență sunt deplasați în câmpul electric dintre celule pentru a genera un curent ionic. Procesul de electroliză este mai sever în prezența umidității. Dacă filmul rezistiv este un film de carbon sau un film metalic, acesta este în principal oxidare electrolitică; în cazul în care filmul rezistiv este un film de oxid de metal, este în principal de reducere electrolitică. Pentru rezistențele cu peliculă subțire de înaltă rezistență, rezultatul electrolizei poate crește valoarea rezistenței, iar deteriorarea filmului poate apărea de-a lungul unei părți a spiralei canelurii. Testul de sarcină DC în mediul de bliț fierbinte poate evalua în mod cuprinzător performanța anti-oxidare sau anti-reducere a materialului de bază rezistor și a stratului de film, precum și performanța rezistentă la umiditate a stratului protector.
(2), vulcanizare
După ce un lot de instrumente de teren au fost utilizate într-o uzină chimică timp de un an, instrumentele au eșuat unul după altul. După analiză, se constată că valoarea rezistenței rezistorului gros de cip de film utilizat în instrument a devenit mai mare și chiar devine un circuit deschis. Când rezistorul eșuat a fost observat sub microscop, sa constatat că o substanță cristalină neagră a apărut pe marginea electrodului rezistor. Analiza ulterioară a compoziției a constatat că substanța neagră era cristalele sulfurate de argint. Sa dovedit că rezistorul a fost corodat de sulful din aer.
(3) Adsorbția și desorbția gazelor
Filmul de rezistență al rezistorului de film poate adsorbi întotdeauna o cantitate foarte mică de gaz la limita de cereale sau particulele conductoare și partea de liant, care constituie stratul intermediar dintre boabe și împiedică contactul dintre particulele conductoare. afectează în mod semnificativ valoarea rezistenței.
Rezistoare de film sintetic sunt realizate sub presiune normală. Atunci când se lucrează în vid sau la presiune scăzută, o parte din gaz va fi desorbită, ceea ce îmbunătățește contactul dintre particulele conductoare și reduce valoarea rezistenței. În mod similar, atunci când rezistorul de film de carbon descompus termic realizat în vid funcționează direct în condiții normale de mediu, o parte din gaz va fi adsorbit datorită creșterii presiunii aerului, ceea ce va crește valoarea rezistenței. Dacă produsul semifabricat negravat este presetat sub presiune normală pentru un timp adecvat, stabilitatea rezistenței produsului finit rezistor 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 a echilibrului, iar încălzirea poate crește cantitatea de adsorbție. Deoarece adsorbția și desorbția gazului apar pe suprafața corpului rezistorului. Prin urmare, impactul asupra rezistoarelor de film este mai semnificativ. Schimbarea rezistenței poate ajunge la 1%~ 2%.
(4), oxidare
Oxidarea este un factor pe termen lung (diferit de adsorbție), iar procesul de oxidare începe de la suprafața corpului rezistor și treptat merge adânc în interior. Cu excepția rezistențelor din metal prețios și folie de aliaj, rezistențele din alte materiale sunt afectate de oxigenul din aer. Rezultatul oxidării este o creștere a rezistenței. Cu cât stratul de film rezistiv este mai subțire, cu atât este mai evident efectul oxidării.
Măsura fundamentală pentru prevenirea oxidării este etanșarea (materiale anorganice, cum ar fi metalele, ceramica, sticla etc.). Utilizarea materialelor organice (materiale plastice, rășini etc.) pentru acoperire sau potting nu poate împiedica complet stratul protector să fie permeabil la umiditate sau respirabil. Deși poate întârzia oxidarea sau adsorbi gazele, va aduce și câteva noi inovații legate de stratul protector organic. factorul de îmbătrânire.
(5), influența stratului protector organic
În timpul formării stratului protector organic, se eliberează vapori volatili sau solvenți de policondensare. Procesul de tratament termic face ca o parte din volatile să difuzeze în corpul rezistorului, determinând creșterea valorii rezistenței. Deși acest proces poate dura între 1 și 2 ani, timpul pentru a afecta în mod semnificativ valoarea rezistenței este de aproximativ 2 până la 8 luni. Pentru a asigura stabilitatea valorii de rezistență a produsului finit, este mai potrivit să lăsați produsul în depozit pentru o perioadă de timp înainte de a părăsi fabrica.
(6), avarii mecanice
Fiabilitatea unui rezistor depinde în mare măsură de proprietățile mecanice ale rezistorului. Corpul rezistorului, capacul de plumb și firul de plumb ar trebui să aibă o rezistență mecanică suficientă. Defecte în corpul de bază, deteriorarea capacului de plumb sau ruperea plumbului poate provoca rezistor să eșueze.