Modalità di guasto: vari fenomeni di guasto e loro manifestazioni.
Meccanismo di guasto: è il processo fisico, chimico, termodinamico o di altro tipo che porta al guasto.
1. Le principali modalità di guasto e meccanismi di guasto dei resistori sono
1) Circuito aperto: il principale meccanismo di guasto è che il film resistivo è bruciato o cade in una vasta area, il substrato è rotto e il cappuccio del cavo e il corpo del resistore cadono.
2) La deriva della resistenza è oltre le specifiche: il film resistivo è difettoso o degradato, il substrato ha ioni di sodio mobili e il rivestimento protettivo non è buono.
3) Rottura del cavo: difetti del processo di saldatura del corpo del resistore, inquinamento del giunto di saldatura, danni da stress meccanico del cavo.
4) Cortocircuito: migrazione dell'argento, scarica corona.
2. Tabella della proporzione delle modalità di guasto nei guasti totali
3. Analisi del meccanismo di guasto
Il meccanismo di guasto dei resistori è multiforme e vari processi fisici e chimici che si verificano in condizioni di lavoro o condizioni ambientali sono le cause dell'invecchiamento dei resistori.
(1) Modifiche strutturali dei materiali conduttivi
Lo strato di film conduttivo del resistore a film sottile è generalmente ottenuto mediante deposizione di vapore e in una certa misura è presente una struttura amorfa. Da un punto di vista termodinamico, le strutture amorfe hanno la tendenza a cristallizzare. In condizioni di lavoro o condizioni ambientali, la struttura amorfa nello strato di film conduttivo tende a cristallizzare ad una certa velocità, cioè la struttura interna del materiale conduttivo tende ad essere densa, il che può spesso causare una diminuzione del valore di resistenza. La velocità di cristallizzazione aumenta con l'aumentare della temperatura.
Il filo di resistenza o il film di resistenza saranno soggetti a sollecitazioni meccaniche durante il processo di preparazione e la sua struttura interna sarà distorta. Più piccolo è il diametro del filo o più sottile è il film, più significativo è l'effetto di sollecitazione. Generalmente, il trattamento termico può essere utilizzato per eliminare lo stress interno. Lo stress interno residuo può essere gradualmente eliminato durante l'uso a lungo termine e la resistenza del resistore può cambiare di conseguenza.
Sia il processo di cristallizzazione che il processo di rimozione delle sollecitazioni interne rallentano con il passare del tempo, ma è impossibile terminare durante l'uso del resistore. Si può ritenere che questi due processi procedano ad una velocità approssimativamente costante durante il periodo di lavoro del resistore. Il cambiamento di resistenza ad essi associato rappresenta circa alcuni millesimi del valore di resistenza originale.
Invecchiamento del carico elettrico ad alta temperatura: In ogni caso, il carico elettrico accelererà il processo di invecchiamento dei resistori e l'effetto del carico elettrico sull'accelerazione dell'invecchiamento dei resistori è più significativo di quello dell'aumento della temperatura. Il motivo è la temperatura della parte di contatto del corpo del resistore e del cappuccio del cavo. L'aumento supera l'aumento di temperatura medio del resistore. Generalmente, la durata si riduce della metà per ogni aumento di 10 della temperatura. Se il sovraccarico fa sì che l'aumento di temperatura del resistore superi il carico nominale di 50°C, la vita del resistore è solo 1/32 della vita in condizioni normali. Può superare il test di durata accelerata di meno di quattro mesi per valutare la stabilità di funzionamento del resistore per 10 anni.
Elettrolisi del carico CC: sotto carico CC, l'elettrolisi fa invecchiare il resistore. L'elettrolisi avviene nella scanalatura del resistore scanalato e gli ioni di metalli alcalini contenuti nella matrice del resistore vengono spostati nel campo elettrico tra le scanalature per generare corrente ionica. Quando è presente umidità, il processo di elettrolisi diventa più grave. Se il film resistivo è un film di carbonio o un film metallico, si tratta principalmente di ossidazione elettrolitica; se il film resistivo è un film di ossido metallico, si tratta principalmente di riduzione elettrolitica. Per i resistori a film sottile ad alta resistenza, l'effetto dell'elettrolisi può aumentare la resistenza e possono verificarsi danni al film lungo il lato della spirale della scanalatura. L'esecuzione di un test di carico CC in un ambiente con vampate di calore può valutare in modo completo la resistenza all'ossidazione o alla riduzione del materiale di base del resistore e del film, nonché la resistenza all'umidità dello strato protettivo.
(2), vulcanizzazione
Dopo che un lotto di strumenti da campo è stato utilizzato in un impianto chimico per un anno, gli strumenti si sono guastati uno dopo l'altro. Dopo l'analisi, si scopre che il valore di resistenza del resistore a chip a film spesso utilizzato nel misuratore è diventato più grande e diventa persino un circuito aperto. Quando il resistore guasto viene osservato al microscopio, si può notare che il materiale cristallino nero appare sul bordo dell'elettrodo del resistore. Un'ulteriore analisi della composizione rivela che il materiale nero è costituito da cristalli di solfuro d'argento. Si è scoperto che la resistenza è stata corrosa dallo zolfo dall'aria.
(3) Adsorbimento e desorbimento di gas
Il film resistivo dei resistori a film sul bordo del grano, o le particelle conduttive e la parte legante, possono sempre adsorbire una quantità molto piccola di gas. Costituiscono lo strato intermedio tra i grani di cristallo e ostacolano il contatto tra le particelle conduttive, quindi ovviamente influenzano la resistenza.
La resistenza a film sintetico è realizzata a pressione normale. Quando si lavora in vuoto oa bassa pressione, la parte desorbita è attaccata al gas, il che migliora il contatto tra le particelle conduttive e riduce il valore di resistenza. Allo stesso modo, quando i resistori a film di carbonio scomponibili termicamente realizzati sotto vuoto lavorano direttamente in condizioni ambientali normali, assorbiranno del gas a causa dell'aumento della pressione dell'aria, aumentando il valore di resistenza. Se il semilavorato non inciso viene preimpostato a pressione normale per un tempo appropriato, la stabilità di resistenza del resistore finito sarà migliorata.
La temperatura e la pressione dell'aria sono i principali fattori ambientali che influenzano l'adsorbimento e il desorbimento del gas. Per l'adsorbimento fisico, il raffreddamento può aumentare la capacità di adsorbimento di equilibrio, mentre il riscaldamento è l'opposto. Poiché l'assorbimento e il desorbimento del gas si verificano sulla superficie del resistore. Pertanto, l'impatto sui resistori a film è più significativo. La variazione di resistenza può raggiungere l'1% ~ 2%.
(4) ossidazione
L'ossidazione è un fattore a lungo termine (diverso dall'adsorbimento). Il processo di ossidazione inizia dalla superficie del resistore e si approfondisce gradualmente all'interno. Ad eccezione dei resistori a film di metallo prezioso e lega, i resistori di altri materiali sono tutti influenzati dall'ossigeno nell'aria. Il risultato dell'ossidazione è un aumento della resistenza. Più sottile è il film resistivo, più evidente è l'effetto dell'ossidazione.
La misura fondamentale per prevenire l'ossidazione è la sigillatura (metallo, ceramica, vetro e altri materiali inorganici). Il rivestimento o l'invasatura con materiali organici (plastica, resine, ecc.) non può impedire completamente allo strato protettivo di permeare l'umidità o l'aria. Sebbene possa ritardare l'ossidazione o assorbire il gas, porterà anche alcune nuove idee relative allo strato protettivo organico. Fattori di invecchiamento.
(5) L'influenza dello strato protettivo organico
Durante la formazione dello strato protettivo organico si liberano volatili di polimerizzazione per condensazione o vapori di solvente. Il processo di trattamento termico fa sì che parte dei volatili si diffondano nel resistore, facendo aumentare la resistenza. Sebbene questo processo possa durare da 1 a 2 anni, il tempo per influenzare significativamente la resistenza è di circa 2-8 mesi. Al fine di garantire la stabilità della resistenza del prodotto finito, è più opportuno lasciare il prodotto in magazzino per un periodo di tempo prima di lasciare la fabbrica.
(6) Danni meccanici
L'affidabilità della resistenza dipende in gran parte dalle proprietà meccaniche del resistore. I corpi dei resistori, i cappucci dei conduttori e i fili conduttori devono avere una resistenza meccanica sufficiente. Difetti nella matrice, danni al cappuccio del cavo o rotture del cavo possono portare al guasto del resistore.