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电子产品失效分析:元器件失效是什么原因?

日期:2021-09-28 18:03:14 浏览量:1066 标签: 电子元器件失效分析 元器件失效 失效分析

电子元器件主要包括元件和器件。电子元件是生产加工过程中分子成分不变的成品,如电容、电阻、电感等。电子设备是生成加工过程中分子结构发生变化的成品,如电子管、集成电路等。所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识,下面分析一下各类电子元器件的失效。

电阻元件

电阻元件的故障在电子设备中占很大比例,可分为分流、降压、负载、阻抗匹配等功能。根据结构的不同,电阻元件可分为线绕电阻和非线绕电阻。

电阻元件故障的主要方法是接触损坏、开路和引线机械损坏。

温度变化对电阻的影响主要是当温度升高时,电阻的热噪声增加,电阻值偏离标称值,允许消耗概率降低。但是我们也可以利用电阻的这个特性。例如,有一种特殊设计的电阻:PTC(正温度系数热敏电阻)和NTC(负温度系数热敏电阻),其电阻值受温度影响很大。

机械振动会使焊点和压线点松动,导致接触不良等机械损伤。

电容元件

电容器部件故障的主要方法有击穿、机械损伤、电解液泄漏等。

电容器击穿的主要原因是:

1.介质缺陷、杂质和导电离子;

2.介质老化;

3.介质材料存在电.气隙击穿;

4.介质在制造加工过程中有机械损伤;

5.介质分子结构的变化;

6.金属离子迁移构成导电沟或边缘弧形放电。

电容器失效也可能是由开路引起的导线与电容器接触点氧化导致低电平开路,导线与电极接触不良,电解电容器阳极导致金属箔机械断裂导致开路故障。因此,电容器也可能因电参数退化故障而失效,如电极材料金属离子的迁移、材料金属化电极的自愈效应、电极的电解腐化和化学腐化、湿度、表面污染等。

电子产品失效分析:元器件失效是什么原因?

电感元件

电感元件涉及变压器、电感、滤波线圈、震荡线圈等。电感元件的故障大多是由外部因素引起的,如变压器温度升高、负载短路导致线圈通过的电流过大等。这会导致线圈短路、短路和击穿。

在集成电路中,无论哪一部分出现问题,整体都无法正常运行,如电极短路、开路、机械磨损、焊接性差等。失效主要分为完全损坏和热稳定性差。热稳定性失效主要发生在高温或低温下,超过设备的工作温度范围而失效。

电感和变压器类元件的故障检查一般采用如下方法:

(1)直流电阻测量法。用万用表的电阻挡测电感类的元件的好坏。测天线线圈、振荡线圈时,量程应置于最小电阻挡(如R×1 W挡);测中周及输出输入变压器时,量程应放在低阻挡(R×10W或R×1 0 0 W挡),测得的阻值与维修资料或日常积累的经验数据相对照,如果很接近则表示被测元件是正常的;如果阻值比经验数据小许多,表明线圈有局部短路;如果表针指示值为零,则说明线圈短路。应该注意的是,振荡线圈、天线线圈及中周的次级电阻很小,只有零点几欧姆,读数时尤其要仔细,不要误判断为短路。用高阻挡(R×10kW)测量初级线圈与次级线圈之间的电阻时,应该是无穷大。如果初级、次级之间有一定的电阻值,则表示初级、次级之间有漏电。

(2)通电检查法。对电源变压器可以通过通电检查,看次级电压是否下降,如果次级电压则怀疑次级(或初级)有局部短路。当通电后出现变压器迅速发烫或有烧焦味、冒烟等现象,则可判断变压器肯定有局部短路。

(3)仪器检查法。可以使用高频率Q表来测量电感量及其Q值,也可以用电感短路仪来判断低频率线圈的局部短路现象。用兆欧表则可以测量电源变压器初、次级之间的绝缘电阻。若发现变压器有漏电现象则可能是绝缘不良或受潮所引起的,此时可将变压器拆下来去潮烘干。另外,调压变压器的各种碳刷或铜刷,在维护和所用不当的情况下极容易磨损,其碎片和积炭往往因短路部分的线圈烧毁而烧毁变压器,因此平时要注意维护。

集成块类

电极开路或时通时断主要原因是电极间金属迁移、电蚀和工艺问题。电极短路主要原因是电极间金属电扩散、金属化工艺缺陷或外来异物等。引线折断主要原因有线径不均,引线强度不够,热点应力和机械应力过大和电蚀等。电参数漂移主要原因是原材料缺陷、可移动离子引起的反应等。机械磨损和封装裂缝主要由封装工艺缺陷和环境应力过大等造成。可焊接性差主要由引线材料缺陷、引线金属镀层不良、引线表面污染、腐蚀和氧化造成。无法工作一般是工作环境因素造成的。

综上所述,当调试过程中,当电路不能工作或工作异常时。首先,通过动态观察法,即在线路设备通电的情况下,通过听、看、摸、闻来判断电子元器件的故障。例如:听设备是否有异常声音仔细看电路内是否有冒烟、火花等情况;摸摸元器件.电路是否发烫;闻闻是否有焦糊等气味。也可以通过万用表测量电路中的通断,通过测量正常和异常电路中的各种值来判断。为了保证设备或系统能可靠地工作,对于电子元器件的可靠性要求就非常高。可靠性指标已经成为元器件的重要质量指标之一。了解了元器件的失效模式和失效机理,对于诊断设备故障,保持设备的可靠性十分关键。

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