常用的电子元器件失效机理与故障分析.doc
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1、常用的电子元器件失效机理与故障分析电子元器件在使用过程中,常常会出现失效和故障,从而影响设备的正常工作。文本分析了常见元器件的失效原因和常见故障。电子设备中绝大部分故障最终都是由于电子元器件故障引起的。如果熟悉了元器件的故障类型,有时通过直觉就可迅速的找出故障元件,有时只要通过简单的电阻、电压测量即可找出故障。1 电阻器类电阻器类元件包括电阻元件和可变电阻元件,固定电阻通常称为电阻,可变电阻通常称为电位器。电阻器类元件在电子设备中使用的数量很大,并且是一种消耗功率的元件,由电阻器失效导致电子设备故障的比率比较高,据统计约占15% 。电阻器的失效模式和原因与产品的结构、工艺特点、使用条件等有密切
2、关系。电阻器失效可分为两大类,即致命失效和参数漂移失效。现场使用统计表明,电阻器失效的85%90% 属于致命失效,如断路、机械损伤、接触损坏、短路、绝缘、击穿等,只有1 0 % 左右的是由阻值漂移导致失效。电阻器电位器失效机理视类型不同而不同。非线形电阻器和电位器主要失效模式为开路、阻值漂移、引线机械损伤和接触损坏;线绕电阻器和电位器主要失效模式为开路、引线机械损伤和接触损坏。主要有以下四类:(1 )碳膜电阻器。引线断裂、基体缺陷、膜层均匀性差、膜层刻槽缺陷、膜材料与引线端接触不良、膜与基体污染等。( 2 )金属膜电阻器。电阻膜不均匀、电阻膜破裂、引线不牢、电阻膜分解、银迁移、电阻膜氧化物还原
3、、静电荷作用、引线断裂、电晕放电等。(3 )线绕电阻器。接触不良、电流腐蚀、引线不牢、线材绝缘不好、焊点熔解等。(4 )可变电阻器。接触不良、焊接不良、接触簧片破裂或引线脱落、杂质污染、环氧胶不好、轴倾斜等。电阻容易产生变质和开路故障。电阻变质后往往是阻值变大的漂移。电阻一般不进行修理,而直接更换新电阻。线绕电阻当电阻丝烧断时,某些情况下可将烧断处理重新焊接后使用。电阻变质多是由于散热不良,过分潮湿或制造时产生缺陷等原因造成的,而烧坏则是因电路不正常,如短路、过载等原因所引起。电阻烧坏常见有两种现象,一种是电流过大使电阻发热引起电阻烧坏,此时电阻表面可见焦糊状,很易发现。另一种情况是由于瞬间高
4、压加到电阻上引起电阻开路或阻值变大,这种情况,电阻表面一般没有明显改变,在高压电路经常可发现这种故障现象的电阻。可变电阻器或电位器主要有线绕和非线绕两种。它们共同的失效模式有:参数漂移、开路、短路、接触不良、动噪声大,机械损伤等。但是实际数据表明:实验室试验与现场使用之间主要的失效模式差异较大,实验室故障以参数漂移居多,而现场以接触不良、开路居多。电位器接触不良的故障,在现场使用中普遍存在。如在电信设备中达9 0 % ,在电视机中约占8 7 %,故接触不良对电位器是致命的薄弱环节。造成接触不良的主要原因如下:( 1 )接触压力太小、簧片应力松弛、滑动接点偏离轨道或导电层、机械装配不当,又或很大
5、的机械负荷(如碰撞、跌落等)导致接触簧片变形等。(2 )导电层或接触轨道因氧化、污染,而在接触处形成各种不导电的膜层。(3 )导电层或电阻合金线磨损或烧毁,致使滑动点接触不良。电位器开路失效主要是由局部过热或机械损伤造成的。例如,电位器的导电层或电阻合金线氧化、腐蚀、污染或者由于工艺不当(如绕线不均匀,导电膜层厚薄不均匀等)所引起的过负荷,产生局部过热,使电位器烧坏而开路;滑动触点表面不光滑,接触压力又过大,将使绕线严重磨损而断开,导致开路;电位器选择与使用不当,或电子设备的故障危及电位器,使其处于过负荷或在较大的负荷下工作。这些都将加速电位器的损伤。2 电容器类电容器常见的故障现象主要有击穿
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