Режими на неуспех: Различни феномени на неуспех и техните прояви.
Механизъм за неуспех: е физически, химически, термодинамичен или друг процес, който води до неуспех.
1. Основните режими на повреда и механизмите за отказ на резисторите са:
1) Отворена верига: Основният механизъм за отказ е, че съпротивителното фолио се изгаря или пада в голяма площ, субстратът е счупен, а оловната капачка и тялото на резистора падат.
2) Резистентният дрейф надвишава спецификацията: фолиото за съпротивление е дефектно или влошено, матрицата има подвижни натриеви йони, а защитното покритие е лошо.
3) Счупване на оловото: дефекти в процеса на заваряване на резисторното тяло, замърсяване на спойката стави, и механични стрес щети на потенциални клиенти.
4) Късо съединение: миграция на сребро, изхвърляне на корона.
2. Режим на отказ към таблицата на общото съотношение на отказ
3. Анализ на механизма за отказ
Механизмът на неуспеха на резисторите е многостранен. Различни физически и химични процеси, които се случват при условия на труд или условия на околната среда, са причините за стареенето на резисторите.
(1) Структурни промени на проводими материали
Проводимият филмов слой от тънки филмови резистори обикновено се получава чрез отлагане на парите, и има аморфна структура в известна степен. От термодинамична гледна точка аморфните структури имат склонност да кристализират. При условия на труд или условия на околната среда, аморфната структура в проводимия филмов слой има тенденция да кристализира с определена скорост, т.е. вътрешната структура на проводящ материал има тенденция да бъде гъста, което често може да предизвика намаляване на стойността на съпротивлението. Скоростта на кристализация се увеличава с нарастваща температура.
Телта за съпротивление или фолиото за съпротивление ще бъдат подложени на механичен стрес по време на процеса на подготовка, което ще изкриви вътрешната му структура. Толкова по-малък е диаметърът на телта или толкова по-тънък е филмовият слой, толкова по-значим ще бъде стресът. По принцип вътрешният стрес може да бъде елиминиран чрез топлинна обработка, а остатъчният вътрешен стрес може постепенно да бъде елиминиран в процеса на продължителна употреба, а стойността на устойчивостта на резистора може съответно да се промени.
Както процесът на кристализация, така и вътрешният процес на облекчаване на стреса се забавят с течение на времето, но е малко вероятно да се прекрати по време на живота на резистора. Тези два процеса могат да се считат за протичане с приблизително постоянна скорост по време на работата на резистора. Промените в съпротивата, свързани с тях, представляват около хилядна от първоначалната съпротива.
Високотемпературно стареене на електрическото натоварване: Във всеки случай електрическото натоварване ще ускори процеса на стареене на резистора, а ефектът на електрическото натоварване върху ускоряването на стареенето на резистора е по-значителен от този на повишаване на температурата. Причината е, че температурата на контактната част на тялото на резистора и оловната капачка е Покачването надвишава средното покачване на температурата на тялото на резистора. Обикновено животът се съкращава наполовина за всеки 10 °C повишаване на температурата. Ако претоварването направи повишаването на температурата на резистора надвишава номиналното натоварване с 50°C, животът на резистора е само 1/32 от живота при нормални условия. Работната стабилност на резисторите за 10-годишен период може да бъде оценена чрез ускорен тест за живот, по-малък от четири месеца.
DC натоварване-електролиза: Под действието на DC натоварване, електролизата причинява стареенето на резистора. Електролизата възниква в жлебовата резисторна клетка и алкалните метални йони, съдържащи се в матрицата на съпротивление, се изместват в електрическото поле между клетките за генериране на йонен ток. Електролизният процес е по-тежък при наличие на влага. Ако резистентният филм е въглероден филм или метален филм, той е главно електролитна окисляване; ако резистентният филм е фолио от метален оксид, то е главно електролитно намаляване. За тънко-филмови резистори с висока устойчивост резултатът от електролизата може да увеличи стойността на съпротивлението, а по едната страна на спиралата на жлеба може да възникне увреждане на фолиото. Тестът за натоварване на постоянен ток в среда на гореща светкавица може изчерпателно да оцени антиокисляващата или анти-редукция производителността на резисторния базов материал и филмовия слой, както и влагозащитената производителност на защитния слой.
(2), вулканизация
След като една година в химически завод е използвана партида полски инструменти, инструментите са се провалили един след друг. След анализ се установява, че стойността на съпротивлението на дебелия резистор на филмов чип, използван в инструмента, е станала по-голяма и дори се превръща в отворена верига. Когато неуспешният резистор е наблюдаван под микроскоп, е установено, че черно кристално вещество се е появило на ръба на резисторния електрод. По-нататъшен анализ на състава установи, че черното вещество е сребърни кристали на сулфида. Оказа се, че резисторът е корозирал от сяра от въздуха.
(3) Адсорбция и десорбция на газ
Резистентният филм на филмовия резистор може винаги да адсорбира много малко количество газ на границата на зърното, или проводимите частици и свързващата част, които представляват междинния слой между зърната и възпрепятстват контакта между проводимите частици. значително да повлияят на стойността на съпротивлението.
Синтетичните филмови резистори се правят при нормално налягане. При работа във вакуум или ниско налягане част от газа ще се десорбира, което подобрява контакта между проводимите частици и намалява стойността на съпротивлението. По същия начин, когато термично разложеният въглероден филмов резистор, направен във вакуумни работи директно при нормални условия на околната среда, част от газа ще бъде адсорбиран поради повишаването на налягането на въздуха, което ще увеличи стойността на съпротивлението. Ако неизгравираният полуфабрикат е предварително зададен под нормално налягане за подходящо време, устойчивостта на готовия резисторен продукт ще бъде подобрена.
Температурата и налягането на въздуха са основните фактори на околната среда, засягащи адсорбцията и десорбцията на газа. За физическа адсорбция охлаждането може да увеличи равновесния адсорбционния капацитет, а отоплението може да увеличи количеството адсорбция. Тъй като адсорбцията на газа и десорбцията се случват на повърхността на тялото на резистора. Следователно въздействието върху филмовите резистори е по-значимо. Промяната на съпротивлението може да достигне 1%~2%.
(4), окисляване
Окисляването е дългосрочен фактор (различен от адсорбцията), а процесът на окисляване започва от повърхността на тялото на резистора и постепенно влиза дълбоко вътре. С изключение на резисторите на фолио от благородни метали и сплави, резисторите на други материали са засегнати от кислород във въздуха. Резултатът от окислението е повишаване на устойчивостта. Толкова по-тънък е устойчивият филмов слой, толкова по-очевиден е ефектът от окисляването.
Фундаменталната мярка за предотвратяване на окислението е запечатването (неорганични материали като метали, керамика, стъкло и др.). Използването на органични материали (пластмаси, смоли и др.) за покритие или гърне не може напълно да попречи на защитния слой да бъде влажно-пропусклив или дишащ. Въпреки че може да забави окисляването или адсорбните газове, тя също така ще донесе някои нови нововъведения, свързани с органичния защитен слой. фактор на стареене.
(5), влиянието на органичния защитен слой
По време на образуването на органичния защитен слой се освобождават волатилите или изпаренията от разтворители на поликондензация. Процесът на топлинна обработка прави част от волатилите дифузни в тялото на резистора, причинявайки стойността на съпротивлението да се повиши. Въпреки че този процес може да продължи 1 до 2 години, времето за значително засягане на стойността на съпротивлението е около 2 до 8 месеца. За да се гарантира стабилността на стойността на съпротивлението на крайния продукт, по-подходящо е продуктът да се остави в склада за определен период от време, преди да напусне фабриката.
(6), механични повреди
Надеждността на резистор зависи до голяма степен от механичните свойства на резистора. Тялото на резистора, оловната капачка и оловният проводник трябва да имат достатъчна механична здравина. Дефектите в базовото тяло, увреждането на оловната капачка или счупването на оловото могат да причинят неуспех на резистора.