Режим на отказ: различни явления на отказ и техните прояви.
Механизъм на повреда: Физическият, химическият, термодинамичният или друг процес води до отказ.
1. Основните режими на повреда и механизми на повреда на резисторите са
1) Отворена верига: Основният механизъм на повреда е, че резистивният филм е изгорял или пада на голяма площ, субстратът е счупен и оловната капачка и корпусът на резистора падат.
2) Дрейфът на съпротивлението е извън спецификацията: резистивният филм е дефектен или влошен, субстратът има подвижни натриеви йони и защитното покритие не е добро.
3) Счупване на оловен проводник: дефекти в процеса на заваряване на корпуса на резистора, замърсяване на спойката, механични повреди от оловни проводници
4) Кратко съединение: миграция на сребро, коронен разряд.
2. Таблица на дела на режимите на повреди в общите повреди
3. Анализ на механизма за повреда
Механизмът на повреда на резисторите е многостранен и различни физични и химични процеси, които се случват при работни условия или условия на околната среда, са причините за стареенето на резисторите.
(1) Структурни промени на проводимите материали
Проводимият филмов слой на тънкослойния резистор обикновено се получава чрез нанасяне на пари и до известна степен има аморфна структура. От термодинамична гледна точка аморфните структури имат тенденция да кристализират. При условия на работа или условия на околната среда аморфната структура в проводящия филмов слой има тенденция да кристализира с определена скорост, т.е.вътрешната структура на проводимия материал има тенденция да бъде плътна, което често може да доведе до намаляване на стойността на съпротивлението. Скоростта на кристализация се увеличава с повишаване на температурата.
Устойчивият проводник или устойчивият филм ще бъдат подложени на механично напрежение по време на процеса на подготовка и вътрешната му структура ще бъде изкривена. Колкото по-малък е диаметърът на проводника или по-тънкият филм, толкова по-значителен е стресовият ефект. Като цяло термичната обработка може да се използва за премахване на вътрешния стрес. Остатъчното вътрешно напрежение може постепенно да се елиминира по време на продължителна употреба и съпротивлението на резистора може да се промени съответно.
Както процесът на кристализация, така и процесът на вътрешно отстраняване на напрежението се забавят с течение на времето, но е невъзможно да се прекрати по време на използването на резистора. Може да се счита, че тези два процеса протичат с приблизително постоянна скорост през работния период на резистора. Промяната на съпротивлението, свързана с тях, представлява около няколко хилядни от първоначалната стойност на съпротивлението.
Високотемпературно стареене на електрическия товар: Във всеки случай електрическото натоварване ще ускори процеса на стареене на резисторите и ефектът от електрическото натоварване върху ускоряването на стареенето на резисторите е по-значителен от този на повишената температура. Причината е температурата на контактната част на корпуса на резистора и оловната капачка. Повишаването надвишава средното повишаване на температурата на резистора. Обикновено животът се съкращава наполовина за всеки 10 every повишаване на температурата. Ако претоварването причини повишаване на температурата на резистора да надвиши номиналното натоварване с 50 ° C, животът на резистора е само 1/32 от живота при нормални условия. Той може да премине теста за ускорен живот за по-малко от четири месеца, за да оцени работната стабилност на резистора през 10 години.
DC натоварване-електролиза: при DC натоварване електролизата води до стареене на резистора. Електролизата се случва в жлеба на набраздения резистор и алкалните метални йони, съдържащи се в резисторната матрица, се изместват в електрическото поле между жлебовете, за да генерират йонния ток. Когато има влага, процесът на електролиза става по-тежък. Ако резистивният филм е въглероден или метален филм, това е главно електролитно окисление; ако резистивният филм е метален оксиден филм, това е главно електролитна редукция. За тънкослойни резистори с висока устойчивост ефектът от електролизата може да увеличи съпротивлението и може да възникне увреждане на филма по протежение на страничната спирала на браздата. Провеждането на тест за DC натоварване в среда с гореща светкавица може цялостно да оцени устойчивостта на окисляване или намаляване на основния материал и филм на резистора, както и устойчивостта на влага на защитния слой.
(2), вулканизация
След като една партида полеви инструменти бяха използвани в химически завод в продължение на една година, инструментите се повредиха един след друг. След анализ се установява, че стойността на съпротивлението на резистора с дебел филм, използван в измервателния уред, е станала по-голяма и дори се превръща в отворена верига. Когато неуспешният резистор се наблюдава под микроскоп, може да се установи, че на ръба на резисторния електрод се появява черен кристален материал. По-нататъшен анализ на състава разкрива, че черният материал е кристали от сребърен сулфид. Оказа се, че съпротивлението е корозирало от сяра от въздуха.
(3) Адсорбция и десорбция на газ
Резистивният филм на филмовите резистори на границата на зърната или проводящите частици и свързващата част винаги могат да адсорбират много малко количество газ. Те образуват междинния слой между кристалните зърна и възпрепятстват контакта между проводимите частици, като по този начин очевидно влияят на съпротивлението.
Резисторът от синтетичен филм е направен под нормално налягане. При работа във вакуум или ниско налягане десорбираната част е прикрепена към газ, което подобрява контакта между проводимите частици и намалява стойността на съпротивлението. По същия начин, когато термично разградимите въглеродни филмови резистори, направени във вакуум, работят директно при нормални условия на околната среда, те ще абсорбират малко газ поради увеличаването на въздушното налягане, увеличавайки стойността на съпротивлението. Ако негравираният полуфабрикат е зададен предварително за нормално налягане за подходящо време, стабилността на съпротивлението на готовия резистор ще бъде подобрена.
Температурата и въздушното налягане са основните фактори на околната среда, които влияят на адсорбцията и десорбцията на газ. При физическата адсорбция охлаждането може да увеличи равновесната адсорбционна способност, докато нагряването е обратното. Тъй като адсорбцията и десорбцията на газ се появяват на повърхността на резистора. Следователно въздействието върху филмовите резистори е по-значително. Промяната на съпротивлението може да достигне 1% ~ 2%.
(4) Окисление
Окислението е дългосрочен фактор (различен от адсорбцията). Процесът на окисляване започва от повърхността на резистора и постепенно се задълбочава във вътрешността. С изключение на резисторите от благородни метали и сплави, всички резистори от други материали се влияят от кислорода във въздуха. Резултатът от окисляването е повишаване на устойчивостта. Колкото по-тънък е резистивният филм, толкова по-очевиден е ефектът на окисляване.
Основната мярка за предотвратяване на окисляването е запечатването (метал, керамика, стъкло и други неорганични материали). Покриването или заливането с органични материали (пластмаси, смоли и др.) Не може напълно да предотврати проникването на защитния слой във влага или въздух. Въпреки че може да забави окисляването или адсорбирането на газ, това ще доведе и до някои нови идеи, свързани с органичния защитен слой. Стареещи фактори.
(5) Влиянието на органичния защитен слой
По време на образуването на органичния защитен слой се отделят кондензационни полимеризационни летливи вещества или пари на разтворител. Процесът на термична обработка причинява дифузия на част от летливите вещества в резистора, което води до повишаване на съпротивлението. Въпреки че този процес може да продължи от 1 до 2 години, времето за значително въздействие върху резистентността е около 2 до 8 месеца. За да се осигури стабилността на устойчивостта на крайния продукт, е по-подходящо продуктът да се остави за известно време в склада, преди да се напусне фабриката.
(6) Механични повреди
Надеждността на съпротивлението до голяма степен зависи от механичните свойства на резистора. Резисторните тела, оловните капачки и оловните проводници трябва да имат достатъчна механична якост. Дефекти в матрицата, повреда на оловен капак или прекъсвания на олово могат да доведат до повреда на резистора.