Failure Modes: Various failure phenomene and their manifestations.
Mehanizam kvara: je fizički, hemijski, termodinamički ili drugi proces koji dovodi do neuspjeha.
1. Glavni načini kvara i mehanizmi kvara otpornika su:
1) Otvoreno kolo: Glavni mehanizam kvara je da se film otpora spali ili otpadne u velikom području, supstrat je slomljen, a olovna kapica i tijelo otpornika otpadaju.
2) Pokret otpora premašuje specifikaciju: film otpora je neispravan ili degradiran, matrica ima pokretne ione natrija, a zaštitni premazi su loši.
3) Loma olova: mane u procesu zavarivanja tijela otpornika, kontaminacija lemljiva zglobova, te mehanička oštećenja stresa na vodima.
4) Kratki spoj: migracija srebra, pražnjenje korone.
2. Režim neuspjeha u tabeli omjera ukupnog kvara
3. Analiza mehanizma neuspjeha
Mehanizam kvara otpornika je višestruk. Razni fizički i hemijski procesi koji se javljaju u uslovima rada ili uslovima okoline su razlozi starenja otpornika.
(1) Strukturne promjene provodnih materijala
Provodljivi filmski sloj tankih filmskih otpornika općenito se dobija taloženjem pare, te ima amorfnu strukturu u određenoj mjeri. Sa termodinamičke tačke gledišta, amorfne strukture imaju tendenciju kristaliziranja. U uslovima rada ili uslovima okoline, amorfna struktura u provodljivom sloju filma teži kristaliziranju određenom brzinom, to jest, unutrašnja struktura provodnog materijala teži densifikaciji, što često može izazvati i snižavanje vrijednosti otpora. Brzina kristalizacije se povećava sa povećanjem temperature.
Žica otpora ili film otpora biće podvrgnuti mehaničkom stresu tokom procesa pripreme, što će izometati njegovu unutrašnju strukturu. Što je manji promjer žice ili tanji sloj filma, bit će značajniji stres. Općenito, unutrašnji stres se može eliminirati toplotnim tretmanom, a zaostajanje unutrašnjeg stresa može se postepeno eliminirati u procesu dugotrajne upotrebe, a vrijednost otpora otpornika može se u skladu s tim promijeniti.
I proces kristalizacije i unutrašnji proces olakšanja stresa usporavaju se tokom vremena, ali je malo vjerojatno da će se prekinuti tokom života otpora. Ova dva procesa se mogu smatrati da se nastavljaju približno konstantnom brzinom tokom operacije otpora. Promjene otpora vezane za njih predstavljaju oko hiljadutinu originalnog otpora.
Visokotemeraturno starenje električnog tereta: U svakom slučaju, električna tereta će ubrzati proces starenja otporika, a učinak električnog tereta na ubrzavanje starenja otporika je značajniji od onog povećanja temperature. Razlog je što je temperatura kontaktnog dijela tijela otpornog otpora i kapice olova porast premašuje prosječni porast temperature tijela otpora. Obično se život skrati za pola za svakih 10 °C povećanja temperature. Ako preopterećenje čini porast temperature otpora premašuje ocijenjeno teret za 50°C, život otpora je samo 1/32 života pod normalnim uslovima. Working stability of the resistors over a 10-year period can be assesed through a accelerated life test of less than four months.
Dc load-electrolysis: Pod djelovanjem DC tereta, elektroliza uzrokuje starenje otpora. Elektroliza se javlja u uželenoj ćeliji otpornika, a ioni alkalnih metala sadržani u matrici otpora se izmjeću u električnom polju između ćelija kako bi se generirala ionska struja. Proces elektrolize je teћi u prisustvu vlage. Ako je otporni film karbonski film ili metalni film, to je uglavnom elektrolitička oksidacija; ako je otporni film film metal oksida, to je uglavnom elektrolitička redukcija. Za tanko-filmske otpore visokog otpora, rezultat elektrolize može povećati vrijednost otpora, a filmska oštećenja mogu nastati duž jedne strane groove spirale. Test istosmjernog tereta u okruženju vrućeg bljeskanja može sveobuhvatno procijeniti antioksidacijsku ili anti-redukcijsku izvedbu baznog materijala otpornika i filmnog sloja, kao i vlagu otpornu na performanse zaštitnog sloja.
(2), vulkanizacija
Nakon što je u hemijskom postrojenju godinu dana korištena sepa terenskih instrumenata, instrumenti su propali jedan za drugim. Nakon analize, utvrđeno je da je vrijednost otpora otpora debelog film čipa otpornika koji se koristi u instrumentu postala veća, pa čak i postaje otvoreno kolo. Kada je pod mikroskopom primjećivan neuspjeli otporan, pronađeno je da se crna kristalna supstanca pojavila na rubu otporne elektrode. Dalja analiza sastava je pokazala da su crna supstanca kristali srebrnog sulfida. Ispostavilo se da je otpornik bio korodiran sumporom iz zraka.
(3) Plinska adsorpcija i desorpcija
Film otpora filmskog otpornika uvijek može adsorbirati vrlo malu količinu plina na granici zrna, ili provodne čestice i dio veziva, koji sačinjava srednji sloj između zrna i ometa kontakt između provodnih čestica. značajno utjecati na vrijednost otpora.
Sintetički filmski otpornici su napravljeni pod normalnim pritiskom. Pri radu u vakuumu ili niskom pritisku, dio gasa će biti desorbirao, što poboljšava kontakt između provodljivosti čestica i smanjuje vrijednost otpora. Slično tome, kada se termo raspadne otpornik karbonskog filma napravljen u vakuumu radi direktno pod normalnim uslovima okoline, dio gasa će biti adsorbiran zbog povećanja pritiska zraka, što će povećati vrijednost otpora. Ako je neispravni poluprodukt unaprijed podešen pod normalnim pritiskom za odgovarajuće vrijeme, poboljšat će se stabilnost otpora gotovog proizvoda otpornika.
Temperatura i pritisak zraka su glavni faktori okoline koji utječu na adsorpciju i desorpciju gasa. Za fizičku adsorpciju, hlađenje može povećati kapacitet adsorpcije ravnoteže, a grijanje može povećati količinu adsorpcije. Zato što se adsorpcija plina i desorpcija javljaju na površini tijela otporača. Stoga je utjecaj na filmske otpore značajniji. Promjena otpora može dostići 1%~2%.
(4), oksidacija
Oksidacija je dugoročni faktor (različit od adsorpcije), a proces oksidacije počinje sa površine tijela otpora i postepeno ide duboko unutra. Osim otpornika na metalne i slitine, otpornici drugih materijala su pogođeni kisikom u zraku. Rezultat oksidacije je povećanje otpora. Što je tankiji otporni filmski sloj, to je očigledniji efekat oksidacije.
Temeljna mjera za sprečavanje oksidacije je zaptivanje (anorganski materijali kao što su metali, keramika, staklo itd.). Upotreba organskih materijala (plastika, smole i dr.) za premaz ili lonac ne može u potpunosti spriječiti da zaštitni sloj bude prost ili prost za vlagu. Iako može odgoditi oksidaciju ili adsorbne plinove, donjet će i neke nove inovacije vezane za organski zaštitni sloj. faktor starenja.
(5), uticaj organskog zaštitnog sloja
Tokom formiranja organskog zaštitnog sloja oslobađaju se hlapive ili pare otapa polikondenze. Proces obrade toplote čini da se dio hlapećih difuzira u tijelo otpornika, što uzrokuje porast vrijednosti otpora. Iako ovaj proces može trajati 1 do 2 godine, vrijeme da se značajno utiče na vrijednost otpora je oko 2 do 8 mjeseci. Kako bi se osigurala stabilnost vrijednosti otpora gotovog proizvoda, prikladnije je ostaviti proizvod u skladištu na neko vrijeme prije odlaska iz fabrike.
(6), mehanička oštećenja
Pouzdanost otpornika uglavnom zavisi od mehaničkih svojstava otpornika. Tijelo otpornika, olovna kapica i olovna žica trebaju imati dovoljno mehaničke snage. Neispravnost u baznom tijelu, oštećenje kapice olova ili loma olova može uzrokovati otkaz otpora.