Failure Modes: Olika felfenomen och deras manifestationer.
Felmekanism: är den fysiska, kemiska, termodynamiska eller annan process som leder till misslyckande.
1. De viktigaste fellägena och felmekanismerna för motstånd är:
1) Öppen krets: Huvudfelmekanismen är att motståndsfilmen bränns eller faller av i ett stort område, substratet är trasigt och blylocket och motståndskroppen faller av.
2) Motståndsdriften överskrider specifikationen: motståndsfilmen är defekt eller nedbruten, matrisen har rörliga natriumjoner och den skyddande beläggningen är dålig.
3) Blybrott: defekter i motståndskroppens svetsprocess, förorening av lödfogarna och mekaniska belastningsskador på ledningarna.
4) Kortslutning: migration av silver, koronaurladdning.
2. Tabell över förhållandet mellan felläge och totala fel
3. Analys av felmekanismer
Felmekanismen för motstånd är mångfacetterad.- Olika fysikaliska och kemiska processer som sker under arbetsförhållanden eller miljöförhållanden är orsakerna till att resistorer åldras.
(1) Strukturella förändringar av ledande material
Det ledande filmskiktet av tunnfilmsmotstånd erhålls i allmänhet genom ångavsättning och har en amorf struktur i viss utsträckning. Ur termodynamisk synvinkel har amorfa strukturer en tendens att kristallisera. Under arbetsförhållanden eller miljöförhållanden tenderar den amorfa strukturen i det ledande filmskiktet att kristallisera med en viss hastighet, det vill säga den inre strukturen hos det ledande materialet tenderar att förtätas, vilket ofta kan orsaka en minskning av resistansvärdet. Kristallisationshastigheten ökar med ökande temperatur.
Motståndstråden eller motståndsfilmen kommer att utsättas för mekanisk påfrestning under beredningsprocessen, vilket kommer att förvränga dess inre struktur. Ju mindre tråddiametern eller ju tunnare filmskiktet är, desto mer betydande blir spänningen. I allmänhet kan den inre spänningen elimineras genom värmebehandling, och den kvarvarande inre spänningen kan gradvis elimineras under den långa-användningsprocessen, och motståndsvärdet för motståndet kan ändras i enlighet därmed.
Både kristalliseringsprocessen och den interna spänningsavlastningsprocessen saktar ner med tiden, men kommer sannolikt inte att avslutas under resistorns livslängd. Dessa två processer kan anses fortgå med en ungefär konstant hastighet under motståndets drift. Motståndsförändringarna relaterade till dem står för ungefär en tusendel av det ursprungliga motståndet.
Hög-temperaturåldring av elektrisk belastning: I vilket fall som helst kommer elektrisk belastning att påskynda motståndets åldrandeprocess, och effekten av elektrisk belastning på att accelerera åldrandet av motståndet är mer betydande än att öka temperaturen. Anledningen är att temperaturen på kontaktdelen av motståndskroppen och blykåpan är. Ökningen överstiger den genomsnittliga temperaturökningen hos motståndskroppen. Vanligtvis förkortas livslängden med hälften för varje 10 graders temperaturökning. Om överbelastningen gör att temperaturhöjningen på motståndet överstiger den nominella belastningen med 50 grader, är motståndets livslängd endast 1/32 av livslängden under normala förhållanden. Resistorernas arbetsstabilitet under en 10-årsperiod kan bedömas genom ett accelererat livslängdstest på mindre än fyra månader.
DC-last-elektrolys: Under inverkan av DC-last orsakar elektrolysen att motståndet åldras. Elektrolys sker i den räfflade motståndscellen, och alkalimetalljonerna som finns i motståndsmatrisen förskjuts i det elektriska fältet mellan cellerna för att generera en jonström. Elektrolysprocessen är mer allvarlig i närvaro av fukt. Om den resistiva filmen är en kolfilm eller en metallfilm är det huvudsakligen elektrolytisk oxidation; om den resistiva filmen är en metalloxidfilm är det huvudsakligen elektrolytisk reduktion. För hög-motståndsmotstånd med tunn-film kan resultatet av elektrolys öka resistansvärdet och filmskador kan uppstå längs ena sidan av spårspiralen. DC-belastningstestet i värmeblixtmiljön kan heltäckande utvärdera anti-oxidations- eller anti-reduktionsprestanda hos motståndsbasmaterialet och filmskiktet, såväl som den fuktsäkra prestandan- av skyddsskiktet.
(2), vulkanisering
Efter att ett parti fältinstrument har använts i en kemisk fabrik i ett år har instrumenten misslyckats en efter en. Efter analys har det visat sig att resistansvärdet för tjockfilmschipmotståndet som används i instrumentet har blivit större och till och med blir en öppen krets. När det misslyckade motståndet observerades under ett mikroskop fann man att en svart kristallin substans dök upp på kanten av motståndselektroden. Ytterligare analys av kompositionen fann att den svarta substansen var silversulfidkristaller. Det visade sig att motståndet var korroderat av svavel från luften.
(3) Gasadsorption och desorption
Filmmotståndets resistansfilm kan alltid adsorbera en mycket liten mängd gas på korngränsen, eller de ledande partiklarna och bindemedelsdelen, som utgör det mellanliggande skiktet mellan kornen och hindrar kontakten mellan de ledande partiklarna. påverkar motståndsvärdet avsevärt.
Syntetiska filmmotstånd tillverkas under normalt tryck. Vid arbete i vakuum eller lågt tryck kommer en del av gasen att desorberas, vilket förbättrar kontakten mellan ledande partiklar och minskar resistansvärdet. På liknande sätt, när det termiskt sönderdelade kolfilmsmotståndet tillverkat i vakuum arbetar direkt under normala miljöförhållanden, kommer en del av gasen att adsorberas på grund av ökningen av lufttrycket, vilket kommer att öka motståndsvärdet. Om den ograverade halvfabrikatet-förinställs under normalt tryck under en lämplig tid, kommer motståndsstabiliteten hos den färdiga motståndsprodukten att förbättras.
Temperatur och lufttryck är de viktigaste miljöfaktorerna som påverkar gasadsorption och desorption. För fysisk adsorption kan kylning öka jämviktsadsorptionskapaciteten och uppvärmning kan öka mängden adsorption. Eftersom gasadsorption och desorption sker på ytan av motståndskroppen. Därför är inverkan på filmmotstånd mer betydande. Resistansförändringen kan nå 1 procent 2 procent.
(4), oxidation
Oxidation är en-långsiktig faktor (till skillnad från adsorption), och oxidationsprocessen startar från ytan av motståndskroppen och går gradvis djupt in. Förutom ädelmetall- och legeringsfilmsmotstånd påverkas motstånd av andra material av syre i luften. Resultatet av oxidation är en ökning av motståndet. Ju tunnare det resistiva filmskiktet är, desto tydligare blir effekten av oxidation.
Den grundläggande åtgärden för att förhindra oxidation är tätning (oorganiska material som metaller, keramik, glas etc.). Användningen av organiska material (plaster, hartser, etc.) för beläggning eller ingjutning kan inte helt förhindra att skyddsskiktet är -permeabelt för fukt eller andas. Även om det kan fördröja oxidation eller adsorbera gaser, kommer det också att ge några nya innovationer relaterade till det organiska skyddsskiktet. åldrande faktor.
(5), påverkan av organiskt skyddande skikt
Under bildandet av det organiska skyddsskiktet frigörs flyktiga ämnen eller lösningsmedelsångor av polykondensation. Värmebehandlingsprocessen gör att en del av de flyktiga ämnena diffunderar in i motståndskroppen, vilket gör att motståndsvärdet stiger. Även om denna process kan pågå i 1 till 2 år, är tiden för att signifikant påverka resistansvärdet cirka 2 till 8 månader. För att säkerställa stabiliteten av motståndsvärdet för den färdiga produkten är det mer lämpligt att lämna produkten i lagret under en tid innan du lämnar fabriken.
(6), mekanisk skada
Tillförlitligheten hos ett motstånd beror till stor del på motståndets mekaniska egenskaper. Motståndskroppen, ledningslocket och ledningstråden bör ha tillräcklig mekanisk styrka. Defekter i baskroppen, skador på blykåpan eller ledningsbrott kan göra att motståndet går sönder.