โหมดความล้มเหลว: ปรากฏการณ์ความล้มเหลวต่างๆและอาการของพวกเขา
กลไกความล้มเหลว: มันเป็นทางกายภาพ, สารเคมี, อุณหพลศาสตร์หรือกระบวนการอื่นๆที่นําไปสู่ความล้มเหลวของ
1.หลักโหมดความล้มเหลวและความล้มเหลวกลไกของตัวต้านทานเป็น
1)วงจรเปิด: ความล้มเหลวหลักกลไกคือว่าฟิล์มต้านทานจะถูกเผาออกหรือตกออกในพื้นที่ขนาดใหญ่, พื้นผิวถูกทําลาย, และหมวกตะกั่วและตัวต้านทานหลุดออกของ
2)ความต้านทานการดริฟท์อยู่นอกเหนือข้อกําหนด: ฟิล์มต้านทานมีข้อบกพร่องหรือย่อยสลาย, พื้นผิวที่มีไอออนโซเดียมที่สามารถเคลื่อนย้าย, และเคลือบป้องกันไม่ดีของ
3)นําลวดแตก: กระบวนการเชื่อมข้อบกพร่องของร่างกายต้านทาน, ประสานร่วมมลพิษ, ลวดนําความเสียหายความเครียดกลของ
4)ลัดวงจร: การย้ายถิ่นของเงิน, ปล่อยโคโรนาของ
2.ตารางของสัดส่วนของโหมดความล้มเหลวในความล้มเหลวทั้งหมด
3.การวิเคราะห์กลไกความล้มเหลว
กลไกความล้มเหลวของตัวต้านทานมีหลายแง่มุมและกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายใต้สภาพการทํางานหรือสภาพแวดล้อมเป็นสาเหตุของอายุตัวต้านทาน
(1)การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของวัสดุนําไฟฟ้า
ชั้นฟิล์มนําไฟฟ้าของตัวต้านทานฟิล์มบางๆ มักได้มาจากการสะสมของไอและมีโครงสร้างอสัณฐานในระดับหนึ่ง จากมุมมองทางอุณหพลศาสตร์โครงสร้างอสัณฐานมีแนวโน้มที่จะตกผลึก ภายใต้สภาพการทํางานหรือสภาพแวดล้อมโครงสร้างอสัณฐานในชั้นฟิล์มนําไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะตกผลึกด้วยความเร็วที่แน่นอนนั่นคือโครงสร้างภายในของวัสดุนําไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะหนาแน่นซึ่งมักจะทําให้ค่าความต้านทานลดลง อัตราการตกผลึกเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
ลวดต้านทานหรือฟิล์มต้านทานจะถูกความเค้นเชิงกลในระหว่างกระบวนการเตรียมและโครงสร้างภายในจะถูกบิดเบือน ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางลวดเล็กหรือฟิล์มบางลงมากผลกระทบความเครียดก็มีความสําคัญมากขึ้น โดยทั่วไปการรักษาความร้อนสามารถใช้เพื่อกําจัดความเครียดภายใน ความเครียดภายในที่เหลืออาจถูกกําจัดอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างการใช้งานในระยะยาวและความต้านทานของตัวต้านทานอาจเปลี่ยนแปลงตามนั้น
ทั้งกระบวนการตกผลึกและกระบวนการกําจัดความเครียดภายในช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะยุติระหว่างการใช้ตัวต้านทาน สามารถพิจารณาได้ว่ากระบวนการทั้งสองนี้ดําเนินการด้วยความเร็วคงที่โดยประมาณในช่วงระยะเวลาการทํางานของตัวต้านทาน การเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่เกี่ยวข้องกับพวกเขาคิดเป็นประมาณไม่กี่พันของค่าความต้านทานเดิม
อุณหภูมิสูงของภาระไฟฟ้า: ไม่ว่าในกรณีใดโหลดไฟฟ้าจะเร่งกระบวนการชราของตัวต้านทานและผลกระทบของโหลดไฟฟ้าในการเร่งอายุของตัวต้านทานมีความสําคัญมากกว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เหตุผลคืออุณหภูมิของส่วนสัมผัสของร่างกายตัวต้านทานและฝานํา การเพิ่มขึ้นสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของตัวต้านทาน โดยทั่วไปอายุการใช้งานจะสั้นลงครึ่งหนึ่งสําหรับทุก ๆ 10 ° C การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ หากการโอเวอร์โหลดทําให้อุณหภูมิของตัวต้านทานเกินพิกัด 50 ° C อายุการใช้งานของตัวต้านทานเป็นเพียง 1/32 ของชีวิตภายใต้สภาวะปกติ สามารถผ่านการทดสอบชีวิตเร่งน้อยกว่าสี่เดือนเพื่อประเมินความมั่นคงในการทํางานของตัวต้านทานในช่วง 10 ปี
โหลดไฟฟ้ากระแสตรง: ภายใต้โหลด DC อิเล็กโทรไลซิสทําให้ตัวต้านทานแก่อายุ อิเล็กโทรไลซิสเกิดขึ้นในร่องของตัวต้านทานร่องและไอออนโลหะอัลคาไลที่มีอยู่ในเมทริกซ์ตัวต้านทานจะถูกแทนที่ในสนามไฟฟ้าระหว่างร่องเพื่อสร้างกระแสไอออน เมื่อมีความชื้นกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสจะรุนแรงมากขึ้น หากฟิล์มต้านทานเป็นฟิล์มคาร์บอนหรือฟิล์มโลหะส่วนใหญ่เป็นการเกิดออกซิเดชันด้วยไฟฟ้า ถ้าฟิล์มต้านทานเป็นฟิล์มออกไซด์โลหะ, มันเป็นส่วนใหญ่ลดไฟฟ้าของ สําหรับตัวต้านทานฟิล์มบางที่มีความต้านทานสูงผลของอิเล็กโทรไลซิสสามารถเพิ่มความต้านทานและความเสียหายของฟิล์มอาจเกิดขึ้นตามด้านข้างของเกลียวร่อง การทดสอบโหลด DC ในสภาพแวดล้อมแฟลชร้อนสามารถประเมินความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันหรือการลดวัสดุและฟิล์มฐานตัวต้านทานรวมถึงความต้านทานความชื้นของชั้นป้องกันได้อย่างครอบคลุม
(2), วัลคาไนเซชัน
หลังจากมีการใช้ชุดเครื่องมือภาคสนามในโรงงานเคมีเป็นเวลาหนึ่งปีเครื่องมือล้มเหลวทีละตัว หลังจากการวิเคราะห์พบว่าค่าความต้านทานของตัวต้านทานเศษฟิล์มหนาที่ใช้ในมิเตอร์มีขนาดใหญ่ขึ้นและกลายเป็นวงจรเปิด เมื่อตัวต้านทานที่ล้มเหลวถูกสังเกตภายใต้กล้องจุลทรรศน์จะพบว่าวัสดุผลึกสีดําปรากฏบนขอบของอิเล็กโทรดตัวต้านทาน การวิเคราะห์เพิ่มเติมขององค์ประกอบแสดงให้เห็นว่าวัสดุสีดําเป็นผลึกเงินซัลไฟด์ ปรากฎว่าความต้านทานถูกกัดกร่อนโดยกํามะถันจากอากาศ
(3)ก๊าซดูดซับและdesorption
ฟิล์มต้านทานของตัวต้านทานฟิล์มบนขอบเขตของเมล็ดข้าวหรืออนุภาคนําไฟฟ้าและชิ้นส่วนเครื่องผูกอาจดูดซับก๊าซจํานวนน้อยมาก พวกเขาสร้างชั้นกลางระหว่างผลึกธัญพืชและขัดขวางการติดต่อระหว่างอนุภาคนําไฟฟ้าจึงเห็นได้ชัดว่ามีผลต่อความต้านทาน
ตัวต้านทานฟิล์มสังเคราะห์ทําภายใต้ความกดดันปกติ เมื่อทํางานในสูญญากาศหรือความดันต่ําชิ้นส่วนที่รกจะถูกยึดติดกับก๊าซซึ่งช่วยเพิ่มการสัมผัสระหว่างอนุภาคนําไฟฟ้าและลดค่าความต้านทาน ในทํานองเดียวกันเมื่อตัวต้านทานฟิล์มคาร์บอนที่ย่อยสลายได้ทางความร้อนที่ทําในสูญญากาศทํางานโดยตรงภายใต้สภาพแวดล้อมปกติพวกเขาจะดูดซับก๊าซบางส่วนเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความดันอากาศเพิ่มค่าความต้านทาน หากผลิตภัณฑ์กึ่งสําเร็จรูปที่ไม่ได้ชุบถูกตั้งค่าล่วงหน้าภายใต้ความกดดันปกติในเวลาที่เหมาะสมความเสถียรของความต้านทานของตัวต้านทานสําเร็จรูปจะดีขึ้น
อุณหภูมิและความดันอากาศเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลักที่มีผลต่อการดูดซับก๊าซและการแยกตัว สําหรับการดูดซับทางกายภาพการระบายความร้อนสามารถเพิ่มความสามารถในการดูดซับสมดุลในขณะที่ความร้อนตรงกันข้าม เมื่อการดูดซับก๊าซและการแยกตัวเกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวต้านทาน ดังนั้นผลกระทบต่อตัวต้านทานฟิล์มจึงมีความสําคัญมากกว่า การเปลี่ยนแปลงความต้านทานสามารถเข้าถึง 1% ~ 2%
(4)ออกซิเดชัน
การเกิดออกซิเดชันเป็นปัจจัยระยะยาว (แตกต่างจากการดูดซับ) กระบวนการออกซิเดชันเริ่มต้นจากพื้นผิวของตัวต้านทานและค่อยๆลึกลงไปในการตกแต่งภายใน ยกเว้นตัวต้านทานโลหะมีค่าและฟิล์มโลหะผสมตัวต้านทานของวัสดุอื่น ๆ ทั้งหมดได้รับผลกระทบจากออกซิเจนในอากาศ ผลของการเกิดออกซิเดชันคือการเพิ่มขึ้นของความต้านทาน ยิ่งฟิล์มต้านทานบางลงผลกระทบที่ชัดเจนมากขึ้นจากการเกิดออกซิเดชัน
มาตรการพื้นฐานในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันคือการปิดผนึก (โลหะเซรามิกแก้วและวัสดุอนินทะอื่น ๆ ) การเคลือบหรือ potting ด้วยวัสดุอินทรีย์ (พลาสติกเรซิน ฯลฯ ) ไม่สามารถป้องกันไม่ให้ชั้นป้องกันซึมผ่านความชื้นหรืออากาศอย่างสมบูรณ์ แม้ว่ามันจะสามารถชะลอการเกิดออกซิเดชันหรือก๊าซดูดซับ แต่ก็จะนําแนวคิดใหม่ ๆ ที่เกี่ยวข้องกับชั้นป้องกันอินทรีย์ ตัวคูณอายุหนี้
(5)อิทธิพลของชั้นป้องกันอินทรีย์
ในระหว่างการก่อตัวของชั้นป้องกันอินทรีย์สารระเหยพอลิเมอควบแน่นหรือไอระเหยตัวทําละลายจะถูกปล่อยออกมา กระบวนการบําบัดความร้อนทําให้ส่วนหนึ่งของสารระเหยกระจายเข้าไปในตัวต้านทานทําให้ความต้านทานเพิ่มขึ้น แม้ว่ากระบวนการนี้จะคงอยู่เป็นเวลา 1 ถึง 2 ปี แต่เวลาที่จะส่งผลกระทบต่อความต้านทานอย่างมีนัยสําคัญคือประมาณ 2 ถึง 8 เดือน เพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงของความต้านทานของผลิตภัณฑ์สําเร็จรูปมีความเหมาะสมมากขึ้นที่จะออกจากผลิตภัณฑ์ในคลังสินค้าเป็นระยะเวลาหนึ่งก่อนที่จะออกจากโรงงาน
(6)ความเสียหายทางกล
ความน่าเชื่อถือของความต้านทานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติเชิงกลของตัวต้านทาน ตัวต้านทาน, หมวกตะกั่วและสายตะกั่วทั้งหมดควรมีความแข็งแรงเชิงกลเพียงพอ ข้อบกพร่องในเมทริกซ์ความเสียหายของฝานําหรือการแบ่งตะกั่วสามารถนําไปสู่ความล้มเหลวของตัวต้านทาน