贴片电阻器的失效分析

一、可靠性的基本概念

    所谓可靠性是指产品在规定的条件下和规定时间内完成规定功能的能力。可靠性可以用可靠度来定量地描述,它是产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的概率,用R表示。

    产品在规定的条件下和规定的时间内丧失规定功能,即发生失效的概率称为累积失效概率,用F表示。

          R+F=1

二、电阻器常见失效模式与机理

    电阻器的失效常见的有两种模式。一种是突然失效;另一种是老化失效。引起这两种失效的机理各不相同。

    突然失效通常由电阻器有缺陷而产生局部过热,引出线(帽)与电阻器接触不良;引线疲劳超过所能耐受的的极*;涂覆(或密封)不好,在潮湿的空气中发生电解作用;功率型线绕电阻器的绕组松动,引起匝间短路,从而产生过热等因素引起。

    老化失效的产生机理有:电阻体氧化、电解作用、涂层及电阻器受潮等。

三、电阻器失效与时间的典型关系

    试验结果和大量统计表明,电阻器在正常条件下使用时,失效率λ(t) 与时间 t 的
典型关系满足浴盆曲线,如右图所示:

 贴片电阻器的失效分析

由图可见,电阻器的失效率随着时间的发展大致可以分为三个阶段,即早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,而电阻器的失效情况相应地就有三种类别,即早期失效、偶然失效和耗损失效。

    早期失效出现在电阻器开始工作后的较早时期,其特点是失效率高,且失效率随时间的增加迅速下降。造成早期失效的因素有:原材料有缺陷、工艺措施不当、卫生条件不良、生产设备发生故障、操作人员粗心大意和质量检验不严格等。早期失效的例子很多,例如薄膜电阻器因膜层有缺陷或刻槽不整齐致使在负荷功耗时烧毁,基体

上有裂缝而发生开裂,引出线与引线帽焊接不良而发生掉引线等。脉冲老练、非线性测量,噪声测量等都是筛选有内在缺陷的薄膜型和合成型电阻器的有效手段。

    偶然失效出现在整个工作期间,其特点是失效率低,且近似为常数。偶然失效是由偶然因素造成的,因而失效的发生往往带有随机性,可看作是在某一时刻,电阻器内积累的“应力”超过了本身所能耐受的强度所造成的。这里的“应力”泛指温度、电压、电流、机械力等各种因素。由于偶然因素的失效率低,它只是在早期失效基本完成以后耗损失效之前,成为失效的主要原因。此阶段是电阻器优秀的工作阶段。

    耗损失效出现在产品使用的后期,其特点是失效率随时间的增加而上升。耗损失效主要是由于电阻器的长期磨损或老化造成的。

 


 

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