Nesėkmės režimas: įvairūs nesėkmės reiškiniai ir jų apraiškos.
Nesėkmės mechanizmas: tai yra fizinis, cheminis, termodinaminis ar kitas procesas, kuris sukelia gedimą.
1. Pagrindiniai rezistorių gedimo būdai ir gedimo mechanizmai yra
1) Atvira grandinė: pagrindinis gedimo mechanizmas yra tai, kad varžinė plėvelė išdegta arba nukrinta didelėje srityje, pagrindas yra sulaužytas, o švino dangtelis ir rezistoriaus korpusas nukrenta.
2) Atsparumo dreifas nepatenka į specifikaciją: varžinė plėvelė yra sugedusi arba suskaidyta, substrate yra judančių natrio jonų, o apsauginė danga nėra gera.
3) Švino lūžimas: rezistoriaus korpuso suvirinimo proceso defektas, litavimo jungčių tarša, švino mechaninė įtampa.
4) Trumpasis jungimas: sidabro migracija, vainikinės iškrovos.
2. Sugedimo režimų procentinės dalies visų gedimų lentelė
3. Gedimų mechanizmo analizė
Rezistorių gedimo mechanizmas yra daugialypis, o įvairūs fiziniai ir cheminiai procesai, vykstantys darbo ar aplinkos sąlygomis, yra rezistoriaus senėjimo priežastys.
(1) Laidžių medžiagų struktūriniai pokyčiai
Plonasluoksnio rezistoriaus laidus plėvelės sluoksnis paprastai gaunamas nusodinant garus, o tam tikru mastu yra amorfinė struktūra. Termodinaminiu požiūriu amorfinės struktūros turi polinkį kristalizuotis. Darbo sąlygomis ar aplinkos sąlygomis laidžios plėvelės sluoksnyje esanti amorfinė struktūra linkusi kristalizuotis tam tikru greičiu, tai yra, laidžios medžiagos vidinė struktūra būna tanki, o tai dažnai gali sukelti atsparumo vertės sumažėjimą. Kristalizacijos greitis didėja didėjant temperatūrai.
Paruošimo metu atsparumo viela arba atsparumo plėvelė bus veikiama mechaniškai, o jos vidinė struktūra bus iškraipyta. Kuo mažesnis vielos skersmuo arba plonesnė plėvelė, tuo reikšmingesnis yra įtempimo efektas. Paprastai vidiniam stresui pašalinti gali būti naudojamas terminis apdorojimas. Liekamasis vidinis įtempis gali būti palaipsniui pašalinamas ilgalaikio naudojimo metu, o rezistoriaus varža gali atitinkamai pasikeisti.
Laikui bėgant tiek kristalizacijos procesas, tiek vidinis įtempių pašalinimo procesas sulėtėja, tačiau naudojant rezistorių jo neįmanoma nutraukti. Galima manyti, kad rezistoriaus darbo laikotarpiu šie du procesai vyksta maždaug pastoviu greičiu. Su jais susijęs atsparumo pokytis sudaro apie kelias tūkstantąsias pradinės varžos vertės.
Aukštos temperatūros elektrinės apkrovos senėjimas: bet kokiu atveju elektrinė apkrova paspartins rezistorių senėjimo procesą, o elektrinės apkrovos poveikis paspartinant rezistorių senėjimą yra reikšmingesnis nei padidėjusios temperatūros. Priežastis yra rezistoriaus korpuso kontaktinės dalies ir švino dangtelio temperatūra. Kilimas viršija vidutinį rezistoriaus temperatūros pakilimą. Paprastai gyvenimo trukmė sutrumpėja perpus kiekvienam padidėjus 10 ° C temperatūrai. Jei dėl perkrovos rezistoriaus temperatūros kilimas viršija nominalią apkrovą 50 ° C, rezistoriaus tarnavimo laikas normaliomis sąlygomis yra tik 1/32 viso gyvenimo. Jis gali išlaikyti trumpesnį nei keturių mėnesių pagreitintą gyvenimo testą, kad įvertintų rezistoriaus darbo stabilumą per 10 metų.
Nuolatinės srovės apkrova-elektrolizė: esant nuolatinei apkrovai, elektrolizė sukelia rezistoriaus senėjimą. Elektrolizė vyksta griovelio rezistoriaus griovelyje, o šarminio metalo jonai, esantys rezistoriaus matricoje, yra pasislinkę elektriniame lauke tarp griovelių, kad sukurtų jonų srovę. Kai yra drėgmės, elektrolizės procesas tampa sunkesnis. Jei varžinė plėvelė yra anglies plėvelė arba metalinė plėvelė, tai daugiausia yra elektrolitinė oksidacija; jei varžinė plėvelė yra metalo oksido plėvelė, tai daugiausia yra elektrolitinė redukcija. Didelio atsparumo plonos plėvelės rezistoriams elektrolizės poveikis gali padidinti pasipriešinimą, o plėvelės pažeidimai gali atsirasti išilgai griovelio spiralės pusės. Atliekant nuolatinės srovės apkrovos testą karštos bangos metu, galima išsamiai įvertinti rezistoriaus pagrindo medžiagos ir plėvelės atsparumą oksidacijai ar redukcijai, taip pat apsauginio sluoksnio atsparumą drėgmei.
(2), vulkanizavimas
Vienus metus chemijos gamykloje panaudojus lauko instrumentų partiją, instrumentai sugedo vienas po kito. Atlikus analizę nustatoma, kad skaitiklyje naudojamo storo plėvelės mikroschemos rezistoriaus varžos vertė tapo didesnė ir netgi tampa atvira grandine. Kai sugedęs rezistorius stebimas mikroskopu, galima pastebėti, kad ant rezistoriaus elektrodo krašto atsiranda juoda kristalinė medžiaga. Toliau analizuojant kompoziciją paaiškėja, kad juoda medžiaga yra sidabro sulfido kristalai. Paaiškėjo, kad pasipriešinimą korozavo siera iš oro.
(3) Dujų adsorbcija ir desorbcija
Plėvelės rezistorių rezistinė plėvelė ant grūdelių ribos arba laidžiosios dalelės ir rišamosios medžiagos dalis visada gali adsorbuoti labai mažą dujų kiekį. Jie sudaro tarpinį sluoksnį tarp kristalų grūdelių ir trukdo kontaktui tarp laidžių dalelių, taigi akivaizdžiai veikia atsparumą.
Sintetinės plėvelės rezistorius gaminamas esant normaliam slėgiui. Dirbant vakuume arba žemame slėgyje, desorbuota dalis pritvirtinama prie dujų, o tai pagerina laidžių dalelių kontaktą ir sumažina atsparumo vertę. Panašiai, kai termiškai suyrantys anglies plėvelės rezistoriai, pagaminti vakuume, veikia tiesiogiai normaliomis aplinkos sąlygomis, dėl oro slėgio padidėjimo jie sugers šiek tiek dujų, padidindami atsparumo vertę. Jei neišdirbtas pusgaminis nustatytą laiką bus iš anksto nustatytas esant normaliam slėgiui, gatavo rezistoriaus atsparumo stabilumas bus pagerintas.
Temperatūra ir oro slėgis yra pagrindiniai aplinkos veiksniai, turintys įtakos dujų adsorbcijai ir desorbcijai. Fizinei adsorbcijai aušinimas gali padidinti pusiausvyros adsorbcijos pajėgumą, o šildymas yra priešingas. Kadangi ant rezistoriaus paviršiaus atsiranda dujų adsorbcija ir desorbcija. Todėl poveikis plėvelės rezistoriams yra reikšmingesnis. Pasipriešinimo pokytis gali siekti 1% ~ 2%.
(4) Oksidacija
Oksidacija yra ilgalaikis veiksnys (skiriasi nuo adsorbcijos). Oksidacijos procesas prasideda nuo rezistoriaus paviršiaus ir palaipsniui gilėja į vidų. Išskyrus brangiųjų metalų ir lydinių plėvelės rezistorius, visų medžiagų rezistorius veikia ore esantis deguonis. Oksidacijos rezultatas yra atsparumo padidėjimas. Kuo plonesnė varžinė plėvelė, tuo akivaizdesnis oksidacijos poveikis.
Pagrindinė oksidacijos prevencijos priemonė yra sandarinimas (metalas, keramika, stiklas ir kitos neorganinės medžiagos). Dengimas organinėmis medžiagomis (plastikais, dervomis ir kt.) Gali būti visiškai apsaugotas nuo apsauginio sluoksnio įsiskverbimo į drėgmę ar orą. Nors tai gali atitolinti oksidaciją arba adsorbuoti dujas, ji taip pat atneš keletą naujų idėjų, susijusių su organiniu apsauginiu sluoksniu. Senėjimo veiksniai.
(5) Organinio apsauginio sluoksnio įtaka
Susidarant organiniam apsauginiam sluoksniui, išsiskiria kondensacijos polimerizacijos lakiosios medžiagos arba tirpiklio garai. Dėl terminio apdorojimo dalis lakiųjų skleidžiasi į rezistorių, todėl padidėja atsparumas. Nors šis procesas gali trukti nuo 1 iki 2 metų, laikas reikšmingai paveikti atsparumą yra apie 2–8 mėnesius. Norint užtikrinti gatavo gaminio atsparumo stabilumą, tikslingiau gaminį tam tikrą laiką palikti sandėlyje prieš paliekant gamyklą.
(6) Mechaniniai pažeidimai
Varžos patikimumas daugiausia priklauso nuo rezistoriaus mechaninių savybių. Rezistorių korpusai, švino dangteliai ir švino laidai turėtų turėti pakankamą mechaninį stiprumą. Matricos defektai, švino dangtelio pažeidimai ar švino pertraukimai gali sukelti rezistoriaus gedimą.