Mode kegagalan: berbagai fenomena kegagalan dan manifestasinya.
Mekanisme kegagalan: Ini adalah proses fisik, kimia, termodinamika atau lainnya yang menyebabkan kegagalan.
1. Mode kegagalan utama dan mekanisme kegagalan resistor adalah
1) Sirkuit terbuka: Mekanisme kegagalan utama adalah bahwa film resistif dibakar atau jatuh di area yang luas, substrat rusak, dan tutup timah dan tubuh resistor rontok.
2) Drift resistensi di luar spesifikasi: film resistif rusak atau terdegradasi, substrat memiliki ion natrium bergerak, dan lapisan pelindung tidak baik.
3) Kerusakan kawat timbal: cacat proses pengelasan tubuh resistor, polusi sendi solder, kerusakan stres mekanis kawat timbal.
4) Korsleting: migrasi perak, debit corona.
2. Tabel proporsi mode kegagalan dalam kegagalan total
3. Analisis mekanisme kegagalan
Mekanisme kegagalan resistor beraneka ragat, dan berbagai proses fisik dan kimia yang terjadi dalam kondisi kerja atau kondisi lingkungan menjadi penyebab penuaan resistor.
(1) Perubahan struktural bahan konduktif
Lapisan film konduktif dari resistor film tipis umumnya diperoleh dengan deposisi uap, dan ada struktur amorf sampai batas tertentu. Dari sudut pandang termodinamika, struktur amorf memiliki kecenderungan untuk mengkristal. Dalam kondisi kerja atau kondisi lingkungan, struktur amorf dalam lapisan film konduktif cenderung mengkristal pada kecepatan tertentu, yaitu struktur internal bahan konduktif cenderung padat, yang sering dapat menyebabkan penurunan nilai resistensi. Tingkat kristalisasi meningkat dengan peningkatan suhu.
Kawat resistensi atau film resistensi akan mengalami stres mekanis selama proses persiapan, dan struktur internalnya akan terdistorsi. Semakin kecil diameter kawat atau semakin tipis film, semakin signifikan efek stres. Umumnya, perlakuan panas dapat digunakan untuk menghilangkan stres internal. Sisa stres internal dapat secara bertahap dihilangkan selama penggunaan jangka panjang, dan resistor dapat berubah sesuai.
Baik proses kristalisasi dan proses penghapusan stres internal melambat dengan berlalunya waktu, tetapi tidak mungkin untuk mengakhiri selama penggunaan resistor. Dapat dipertimbangkan bahwa kedua proses ini dilanjutkan dengan kecepatan yang kira-kira konstan selama periode kerja resistor. Perubahan resistensi yang terkait dengan mereka menyumbang sekitar beberapa ribu dari nilai resistensi asli.
Penuaan suhu tinggi beban listrik: Bagaimanapun, beban listrik akan mempercepat proses penuaan resistor, dan efek beban listrik pada percepatan penuaan resistor lebih signifikan daripada peningkatan suhu. Alasannya adalah suhu bagian kontak dari tubuh resistor dan tutup timbal. Kenaikan melebihi kenaikan suhu rata-rata resistor. Umumnya, rentang hidup diperpendek setengahnya untuk setiap peningkatan suhu 10 ° C. Jika kelebihan beban menyebabkan kenaikan suhu resistor melebihi beban yang dinilai sebesar 50 ° C, umur resistor hanya 1/32 dari kehidupan dalam kondisi normal. Ini dapat lulus tes kehidupan dipercepat kurang dari empat bulan untuk menilai stabilitas kerja resistor selama 10 tahun.
DC load-electrolysis: di bawah beban DC, elektrolisis menyebabkan resistor menua. Elektrolisis terjadi di alur resistor beralur, dan ion logam alkali yang terkandung dalam matriks resistor terlantar di medan listrik antara alur untuk menghasilkan arus ion. Ketika kelembaban hadir, proses elektrolisis menjadi lebih parah. Jika film resistif adalah film karbon atau film logam, itu terutama oksidasi elektrolit; jika film resistif adalah film oksida logam, itu terutama pengurangan elektrolit. Untuk resistor film tipis resistensi tinggi, efek elektrolisis dapat meningkatkan resistensi, dan kerusakan film dapat terjadi di sepanjang sisi spiral alur. Melakukan uji beban DC di lingkungan hot flash dapat secara komprehensif menilai ketahanan terhadap oksidasi atau pengurangan bahan dasar resistor dan film, serta ketahanan kelembaban lapisan pelindung.
(2), vulkanisasi
Setelah batch instrumen lapangan digunakan di pabrik kimia selama satu tahun, instrumen gagal satu demi satu. Setelah analisis, ditemukan bahwa nilai resistor chip film tebal yang digunakan dalam meteran telah menjadi lebih besar, dan bahkan menjadi sirkuit terbuka. Ketika resistor yang gagal diamati di bawah mikroskop, dapat ditemukan bahwa bahan kristal hitam muncul di tepi elektroda resistor. Analisis lebih lanjut dari komposisi mengungkapkan bahwa bahan hitam adalah kristal sulfida perak. Ternyata resistensi itu terkorosi oleh belerang dari udara.
(3) Adsorpsi gas dan desorpsi
Film resistif resistor film di batas biji-bijian, atau partikel konduktif dan bagian pengikat, mungkin selalu adsorb sejumlah kecil gas. Mereka membentuk lapisan menengah antara biji-bijian kristal dan menghambat kontak antara partikel konduktif, sehingga Jelas mempengaruhi resistensi.
Resistor film sintetis dibuat di bawah tekanan normal. Ketika bekerja dalam vakum atau tekanan rendah, bagian yang terdesentasi melekat pada gas, yang meningkatkan kontak antara partikel konduktif dan mengurangi nilai resistensi. Demikian pula, ketika resistor film karbon terurai termal yang dibuat dalam pekerjaan vakum langsung di bawah kondisi lingkungan normal, mereka akan menyerap beberapa gas karena peningkatan tekanan udara, meningkatkan nilai resistensi. Jika produk setengah jadi yang tidak terukir disetel di bawah tekanan normal untuk waktu yang tepat, stabilitas resistor resistor yang sudah jadi akan ditingkatkan.
Suhu dan tekanan udara adalah faktor lingkungan utama yang mempengaruhi adsorpsi gas dan desorpsi. Untuk adsorpsi fisik, pendinginan dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi keseimbangan, sementara pemanasan adalah sebaliknya. Seperti adsorpsi gas dan desorpsi terjadi di permukaan resistor. Oleh karena itu, dampak terhadap resistor film lebih signifikan. Perubahan resistensi bisa mencapai 1%~2%.
(4) Oksidasi
Oksidasi adalah faktor jangka panjang (berbeda dari adsorpsi). Proses oksidasi dimulai dari permukaan resistor dan secara bertahap memperdalam ke interior. Kecuali untuk resistor film logam mulia dan paduan, resistor bahan lain semuanya dipengaruhi oleh oksigen di udara. Hasil oksidasi adalah peningkatan resistensi. Semakin tipis film resistif, semakin jelas efek oksidasi.
Ukuran mendasar untuk mencegah oksidasi adalah untuk menyegel (logam, keramik, kaca dan bahan anorganik lainnya). Lapisan atau pot dengan bahan organik (plastik, resin, dll.) tidak dapat sepenuhnya mencegah lapisan pelindung dari permeating kelembaban atau udara. Meskipun dapat menunda oksidasi atau gas adsorb, itu juga akan membawa beberapa ide baru yang terkait dengan lapisan pelindung organik. Faktor penuaan.
(5) Pengaruh lapisan pelindung organik
Selama pembentukan lapisan pelindung organik, volatil polimerisasi kondensasi atau uap pelarut dilepaskan. Proses perlakuan panas menyebabkan bagian dari volatil menyebar ke resistor, menyebabkan resistensi naik. Meskipun proses ini dapat berlangsung selama 1 hingga 2 tahun, waktu untuk secara signifikan mempengaruhi resistensi adalah sekitar 2 hingga 8 bulan. Untuk memastikan stabilitas ketahanan produk jadi, lebih tepat untuk meninggalkan produk di gudang untuk jangka waktu tertentu sebelum meninggalkan pabrik.
(6) Kerusakan mekanis
Keandalan resistensi sangat tergantung pada sifat mekanis resistor. Tubuh resistor, tutup timbal dan kabel timbal semuanya harus memiliki kekuatan mekanis yang cukup. Cacat dalam matriks, kerusakan tutup timbal, atau hentian timbal semuanya dapat menyebabkan kegagalan resistor.