Faalmodus: verschillende faalverschijnselen en hun manifestaties.
Falingsmechanisme: Het is het fysieke, chemische, thermodynamische of andere proces dat tot falen leidt.
1. De belangrijkste faalwijzen en faalmechanismen van weerstanden zijn:
1) Open circuit: het belangrijkste faalmechanisme is dat de resistieve film is opgebrand of in een groot gebied valt, het substraat is gebroken en de loden kap en het weerstandslichaam eraf vallen.
2) De weerstandsdrift is buiten specificatie: de resistieve film is defect of gedegradeerd, het substraat heeft beweegbare natriumionen en de beschermende coating is niet goed.
3) Loodbreuk: lasprocesdefect van weerstandslichaam, soldeerverbindingsvervuiling, mechanische spanningsschade door lood.
4) Kortsluiting: migratie van zilver, corona-ontlading.
2. Tabel van het aandeel van faalwijzen in het totale aantal mislukkingen
3. Analyse van faalmechanismen
Het faalmechanisme van weerstanden is veelzijdig en verschillende fysische en chemische processen die plaatsvinden onder werk- of omgevingsomstandigheden zijn de oorzaken van veroudering van de weerstand.
(1) Structurele veranderingen van geleidende materialen
De geleidende filmlaag van de dunne filmweerstand wordt in het algemeen verkregen door opdampen en er is tot op zekere hoogte een amorfe structuur. Vanuit thermodynamisch oogpunt hebben amorfe structuren de neiging om te kristalliseren. Onder werkomstandigheden of omgevingsomstandigheden heeft de amorfe structuur in de geleidende filmlaag de neiging om met een bepaalde snelheid te kristalliseren, dat wil zeggen, de interne structuur van het geleidende materiaal heeft de neiging om dicht te zijn, wat vaak een afname van de weerstandswaarde kan veroorzaken. De kristallisatiesnelheid neemt toe met toenemende temperatuur.
De weerstandsdraad of de weerstandsfilm zal tijdens het voorbereidingsproces worden onderworpen aan mechanische spanning en de interne structuur zal worden vervormd. Hoe kleiner de draaddiameter of hoe dunner de film, hoe groter het stresseffect. Over het algemeen kan warmtebehandeling worden gebruikt om interne stress te elimineren. Resterende interne spanning kan geleidelijk worden geëlimineerd tijdens langdurig gebruik en de weerstand van de weerstand kan dienovereenkomstig veranderen.
Zowel het kristallisatieproces als het interne spanningsverwijderingsproces vertragen met het verstrijken van de tijd, maar het is onmogelijk om te beëindigen tijdens het gebruik van de weerstand. Er kan worden aangenomen dat deze twee processen tijdens de werkperiode van de weerstand met een ongeveer constante snelheid verlopen. De weerstandsverandering die ermee verband houdt, is goed voor ongeveer een paar duizendsten van de oorspronkelijke weerstandswaarde.
Veroudering bij hoge temperatuur van elektrische belasting: in ieder geval zal elektrische belasting het verouderingsproces van weerstanden versnellen, en het effect van elektrische belasting op het versnellen van de veroudering van weerstanden is belangrijker dan dat van verhoogde temperatuur. De reden is de temperatuur van het contactgedeelte van het weerstandslichaam en de loden kap. De stijging is groter dan de gemiddelde temperatuurstijging van de weerstand. Over het algemeen wordt de levensduur gehalveerd voor elke 10℃ temperatuurstijging. Als de overbelasting ervoor zorgt dat de temperatuurstijging van de weerstand de nominale belasting met 50°C overschrijdt, is de levensduur van de weerstand slechts 1/32 van de levensduur onder normale omstandigheden. Het kan de versnelde levensduurtest van minder dan vier maanden doorstaan om de werkstabiliteit van de weerstand gedurende 10 jaar te beoordelen.
DC-belasting-elektrolyse: onder DC-belasting zorgt elektrolyse ervoor dat de weerstand veroudert. Elektrolyse vindt plaats in de groef van de gegroefde weerstand en de alkalimetaalionen in de weerstandsmatrix worden verplaatst in het elektrische veld tussen de groeven om ionenstroom te genereren. Wanneer er vocht aanwezig is, wordt het elektrolyseproces ernstiger. Als de resistieve film een koolstoffilm of een metaalfilm is, is dit voornamelijk elektrolytische oxidatie; als de resistieve film een metaaloxidefilm is, is dit voornamelijk elektrolytische reductie. Voor dunne-filmweerstanden met hoge weerstand kan het effect van elektrolyse de weerstand verhogen en kan er filmbeschadiging optreden langs de zijkant van de groefspiraal. Het uitvoeren van een DC-belastingstest in een opvliegeromgeving kan de weerstand tegen oxidatie of reductie van het basismateriaal en de film van de weerstand, evenals de vochtbestendigheid van de beschermende laag, uitgebreid beoordelen.
(2), vulkanisatie
Nadat een partij veldinstrumenten een jaar lang in een chemische fabriek was gebruikt, faalden de instrumenten een voor een. Na analyse blijkt dat de weerstandswaarde van de dikke-film-chipweerstand die in de meter wordt gebruikt, groter is geworden en zelfs een open circuit wordt. Wanneer de defecte weerstand onder een microscoop wordt bekeken, kan worden vastgesteld dat er zwart kristallijn materiaal op de rand van de weerstandselektrode verschijnt. Nadere analyse van de samenstelling laat zien dat het zwarte materiaal zilversulfidekristallen zijn. Het bleek dat de weerstand was aangetast door zwavel uit de lucht.
(3) Gasadsorptie en desorptie
De resistieve film van filmweerstanden op de korrelgrens, of de geleidende deeltjes en het bindmiddelgedeelte, kan altijd een zeer kleine hoeveelheid gas adsorberen. Ze vormen de tussenlaag tussen de kristalkorrels en belemmeren het contact tussen de geleidende deeltjes, waardoor uiteraard de weerstand wordt aangetast.
De kunststoffilmweerstand wordt onder normale druk gemaakt. Bij het werken in vacuüm of lage druk wordt het gedesorbeerde deel vastgemaakt aan gas, wat het contact tussen geleidende deeltjes verbetert en de weerstandswaarde verlaagt. Evenzo, wanneer de thermisch afbreekbare koolstoffilmweerstanden die in vacuüm zijn gemaakt, direct onder normale omgevingsomstandigheden werken, zullen ze wat gas absorberen als gevolg van de toename van de luchtdruk, waardoor de weerstandswaarde toeneemt. Als het niet-gegraveerde halffabrikaat gedurende een geschikte tijd onder normale druk wordt ingesteld, wordt de weerstandsstabiliteit van de voltooide weerstand verbeterd.
Temperatuur en luchtdruk zijn de belangrijkste omgevingsfactoren die van invloed zijn op gasadsorptie en desorptie. Voor fysieke adsorptie kan koeling de evenwichtsadsorptiecapaciteit vergroten, terwijl verwarming het tegenovergestelde is. Aangezien gasadsorptie en desorptie plaatsvinden op het oppervlak van de weerstand. Daarom is de impact op filmweerstanden groter. De weerstandsverandering kan 1% ~ 2% bereiken.
(4) Oxidatie
Oxidatie is een langetermijnfactor (anders dan adsorptie). Het oxidatieproces begint vanaf het oppervlak van de weerstand en verdiept zich geleidelijk naar binnen. Met uitzondering van edele metalen en legeringsfilmweerstanden, worden weerstanden van andere materialen allemaal beïnvloed door zuurstof in de lucht. Het resultaat van oxidatie is een toename van de weerstand. Hoe dunner de resistieve film, hoe duidelijker het effect van oxidatie.
De fundamentele maatregel om oxidatie te voorkomen is afdichten (metaal, keramiek, glas en andere anorganische materialen). Coating of oppotten met organische materialen (kunststoffen, harsen, enz.) kan niet volledig voorkomen dat de beschermlaag vocht of lucht binnendringt. Hoewel het oxidatie kan vertragen of gas kan adsorberen, zal het ook enkele nieuwe ideeën opleveren met betrekking tot de organische beschermlaag. Verouderingsfactoren.
(5) De invloed van organische beschermlaag
Tijdens de vorming van de organische beschermlaag komen vluchtige condensatiepolymerisatie- of oplosmiddeldampen vrij. Het warmtebehandelingsproces zorgt ervoor dat een deel van de vluchtige stoffen in de weerstand diffundeert, waardoor de weerstand stijgt. Hoewel dit proces 1 tot 2 jaar kan duren, is de tijd om de weerstand significant te beïnvloeden ongeveer 2 tot 8 maanden. Om de stabiliteit van de weerstand van het eindproduct te garanderen, is het beter om het product een tijdje in het magazijn te laten voordat het de fabriek verlaat.
(6) Mechanische schade
De betrouwbaarheid van de weerstand hangt grotendeels af van de mechanische eigenschappen van de weerstand. Weerstanden, loden kapjes en geleidingsdraden moeten allemaal voldoende mechanische sterkte hebben. Defecten in de matrix, beschadiging van de leadcap of leadbreuken kunnen allemaal leiden tot het falen van de weerstand.