常见的电子元器件失效机理与分析


原标题:常见的电子元器件失效机理与分析
电子元器件失效是指在电子设备或电路中使用的元器件无法正常工作或完成其预期功能的情况。常见的电子元器件失效机理与分析可以从以下几个方面进行归纳:
一、主要失效模式
电子元器件的主要失效模式包括但不限于:
开路:电阻膜烧毁或大面积脱落,基体断裂,引线帽与电阻体脱落等。
短路:由银的迁移、电晕放电等原因引起。
烧毁:由于过电流、过电压等导致元器件过热而损坏。
爆炸:常见于电容器等储能元件,由于内部压力过高而破裂。
漏电:绝缘材料破损或老化导致电流泄露。
功能失效:元器件无法完成其设计功能。
电参数漂移:元器件的电性能参数随时间或环境条件变化而发生偏移。
非稳定失效:元器件性能不稳定,时好时坏。
二、失效机理分析
开路失效
主要机理:电阻膜烧毁或大面积脱落,基体断裂,引线帽与电阻体脱落等。
影响因素:工作条件(如电流、电压)、环境条件(如温度、湿度、振动)以及元器件本身的制造质量等。
短路失效
主要机理:银的迁移、电晕放电等。
影响因素:高湿度环境、高电压梯度、元器件材料缺陷等。
烧毁失效
主要机理:过电流、过电压导致元器件内部产生大量热量,使元器件温度急剧升高而烧毁。
影响因素:电路设计不合理、保护电路失效、元器件选型不当等。
爆炸失效
主要机理:电容器等储能元件内部压力过高而破裂。
影响因素:电容器质量问题、过充电、过放电、高温环境等。
漏电失效
主要机理:绝缘材料破损或老化导致电流泄露。
影响因素:环境因素(如湿度、温度、化学腐蚀)、机械应力、材料老化等。
功能失效
主要机理:元器件内部损坏或性能退化导致无法完成设计功能。
影响因素:制造工艺缺陷、材料质量问题、工作条件恶劣等。
电参数漂移
主要机理:元器件内部材料老化、应力释放、化学反应等导致电性能参数变化。
影响因素:时间、温度、湿度、电负荷等。
非稳定失效
主要机理:元器件内部存在不稳定因素(如微裂纹、杂质等),导致性能时好时坏。
影响因素:制造工艺控制不严、材料纯度不够、工作环境变化等。
三、失效分析方法
电子元器件失效分析是对已失效元器件进行的一种事后检查,包括失效鉴别、外观检查、非破坏性测试、电气测试、化学分析、微观分析、热分析、故障模式分析和原因分析等步骤。通过这些步骤,可以确定元器件的失效模式,找出失效机理,为改进设计和提高产品可靠性提供依据。
综上所述,电子元器件失效机理复杂多样,涉及材料、工艺、环境等多个方面。因此,在电子元器件的设计、制造和使用过程中,需要充分考虑各种因素,采取有效的措施来预防和减少失效的发生。
责任编辑:David
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