En ĉi tiu artikolo, la fiaskaj reĝimoj kaj malsukcesaj mekanismoj de elektronikaj komponantoj estas studitaj kaj iliaj sentemaj medioj ricevas por provizi iun referencon por la dezajno de elektronikaj produktoj.
1. Tipaj komponaj malsukcesaj reĝimoj
Seria numero
Elektronika komponanto nomo
Medio-rilataj malsukcesaj reĝimoj
Media streso
1. Elektromekanikaj komponantoj
Vibrado kaŭzas lacecon rompon de bobenoj kaj malstreĉiĝon de kabloj.
Vibration, ŝoko
2. Semikonduktaĵaj mikroondaj aparatoj
Alta temperaturo kaj temperatura ŝoko kondukas al delaminado ĉe la interfaco inter la pakaĵmaterialo kaj la blato, kaj inter la pakmaterialo kaj la blattenila interfaco de la plasta sigelita mikroonda monolito.
Alta temperaturo, temperaturŝoko
3. Hibridaj integraj cirkvitoj
Ŝoko kondukas al ceramika substrato fendetiĝi, temperaturŝoko kondukas al kondensila fina elektrodo fendetiĝi, kaj temperatura biciklado kondukas al lutfiasko.
Ŝoko, temperaturciklo
4. Diskretaj Aparatoj kaj Integraj Cirkvitoj
Termika rompo, peceta lutado malsukceso, interna plumbo-ligado malsukceso, ŝoko kondukanta al pasiva tavolo rompo.
Alta temperaturo, ŝoko, vibro
5. Rezismaj komponantoj
Kerna substrato rompo, rezista filmo rompo, plumbo rompo
Ŝoko, alta kaj malalta temperaturo
6. Estraro-nivela cirkvito
Krakitaj lutjuntoj, rompitaj kupraj truoj.
Alta temperaturo
7. Elektra vakuo
Lacfrakturo de varma drato.
Vibro
2, tipa komponanto fiasko mekanismo analizo
Fiasko reĝimo de elektronikaj komponantoj ne estas sola, nur reprezenta parto de la tipaj komponantoj sentema medio toleremo limo analizo, por akiri pli ĝeneralan konkludon.
2.1 Elektromekanikaj komponantoj
Tipaj elektromekanikaj komponantoj inkluzivas elektrajn konektilojn, relajsojn, ktp. La malsukcesaj reĝimoj estas profunde analizitaj kun la strukturo de la du specoj de komponantoj respektive.
1) Elektraj konektiloj
Elektra konektilo per la ŝelo, izolaĵo kaj kontakto korpo de la tri bazaj unuoj, la fiasko reĝimo estas resumita en la kontakto fiasko, izolado fiasko kaj mekanika fiasko de la tri formoj de fiasko.La ĉefa formo de fiasko de la elektra konektilo por la fiasko de kontakto, la fiasko de ĝia agado: kontakto sur la tuja rompo kaj kontaktorezisto pliiĝas.Por elektraj konektiloj, pro la ekzisto de kontaktorezisto kaj materiala konduktila rezisto, kiam ekzistas nuna fluo tra la elektra konektilo, kontaktorezisto kaj metala materiala konduktila rezisto generos Joule-varmon, Joule-varmecon pliigos varmecon, rezultigante pliiĝon en la temperaturo de la kontaktopunkto, tro alta kontaktopunkto temperaturo faros la kontaktosurfaco de la metalo moliĝo, fandado aŭ eĉ bolanta, sed ankaŭ pliigi la kontaktorezisto, tiel deĉenigante kontakto fiasko..En la rolo de alta temperatura medio, la kontaktopartoj ankaŭ aperos flutfenomeno, igante la kontaktopremon inter la kontaktopartoj malpliiĝanta.Kiam la kontaktopremo estas reduktita certagrade, la kontaktorezisto akre pliiĝos, kaj finfine kaŭzos malbonan elektran kontakton, rezultigante kontaktofiaskon.
Aliflanke, la elektra konektilo en stokado, transportado kaj laboro, estos submetata al diversaj vibraj ŝarĝoj kaj efikfortoj, kiam la ekstera vibro-ŝarĝo ekscitfrekvenco kaj elektraj konektiloj proksimaj al la eneca frekvenco, faros la elektran konektilon resonancon. fenomeno, rezultigante la breĉon inter la kontaktopecoj fariĝas pli granda, la breĉo pliiĝas certagrade, la kontakto premo malaperos tuj, rezultigante elektran kontakton "tuja rompo".En la vibro, ŝoka ŝarĝo, la elektra konektilo generos internan streson, kiam la streso superas la rendimentan forton de la materialo, faros la materialan damaĝon kaj frakturon;en la rolo de ĉi tiu longtempa streso, la materialo ankaŭ okazos laceco damaĝo, kaj fine kaŭzos fiaskon.
2) Stafetado
Elektromagnetaj relajsoj estas ĝenerale kunmetitaj de kernoj, bobenoj, armaturoj, kontaktoj, kanoj ktp.Tiel longe kiel certa tensio aldoniĝas al ambaŭ finoj de la bobeno, certa kurento fluos en la bobeno, tiel produktante elektromagnetan efikon, la armaturo venkos la elektromagnetan forton de altiro por reveni al la printempa tiro al la kerno, kiu siavice movas la movantajn kontaktojn kaj senmovajn kontaktojn de la armaturo (normale malfermaj kontaktoj) fermiĝi.Kiam la bobeno estas elŝaltita, la elektromagneta suĉa forto ankaŭ malaperas, la armaturo revenos al la originala pozicio sub la reakcia forto de la risorto, tiel ke la movanta kontakto kaj la originala statika kontakto (normale fermita kontakto) suĉas.Ĉi suĉo kaj liberigo, tiel atingante la celo de alkonduko kaj tranĉita en la cirkvito.
La ĉefaj reĝimoj de ĝenerala fiasko de elektromagnetaj relajsoj estas: relajso normale malfermita, relajso normale fermita, relajso dinamika printempa ago ne plenumas la postulojn, kontakto fermo post la relajso elektraj parametroj superas la malriĉa.Pro la manko de elektromagneta relajso produktado procezo, multaj elektromagneta relajso malsukceso en la produktada procezo meti la kvaliton de kaŝitaj danĝeroj, kiel mekanika streĉiĝo reliefo periodo estas tro mallonga rezultanta en mekanika strukturo post la moldura partoj deformado, restaĵo forigo ne estas elĉerpita. rezultanta en PIND testo malsukcesis aŭ eĉ malsukceso, fabriko testado kaj uzo de kribrado ne strikta tiel ke la fiasko de la aparato en uzo, ktp. La efiko medio verŝajne kaŭzi plastan deformado de metalo kontaktoj, rezultigante relajso fiasko.En la dezajno de ekipaĵoj enhavantaj relajsojn, necesas koncentriĝi pri la efika medio-adaptebleco por konsideri.
2.2 Semikonduktaĵaj mikroondaj komponantoj
Mikroondaj duonkonduktaĵoj estas komponantoj faritaj el Ge, Si kaj III ~ V kunmetitaj duonkonduktaĵoj, kiuj funkcias en la mikroonda bendo.Ili estas uzitaj en elektronika ekipaĵo kiel ekzemple radaro, elektronika militadsistemoj kaj mikroondaj komunikadsistemoj.Mikroonda diskreta aparato-pakaĵo krom havigi elektrajn konektojn kaj mekanikan kaj kemian protekton por la kerno kaj pingloj, la dezajno kaj elekto de la loĝejo devus ankaŭ konsideri la efikon de la loĝejo parazitaj parametroj sur la mikroonda transdono karakterizaĵoj de la aparato.La mikroondloĝigo ankaŭ estas parto de la cirkvito, kiu mem konsistigas kompletan enigaĵon kaj eligcirkviton.Sekve, la formo kaj strukturo de la loĝejo, grandeco, dielektrika materialo, konduktora agordo ktp. devus kongrui kun la mikroondaj trajtoj de la komponantoj kaj cirkvitaj aplikaĵoj.Tiuj faktoroj determinas parametrojn kiel ekzemple kapacitanco, elektra plumborezisto, karakteriza impedanco, kaj direktisto kaj dielektrikaj perdoj de la tubloĝigo.
Ekologiaj signifaj malsukcesaj reĝimoj kaj mekanismoj de mikroondaj semikonduktaĵaj komponantoj ĉefe inkluzivas pordegan metalan lavujon kaj degradadon de rezistemaj propraĵoj.Pordega metallavujo estas pro la termike akcelita disvastigo de pordega metalo (Au) en GaAs, do ĉi tiu malsukcesa mekanismo okazas ĉefe dum akcelitaj vivtestoj aŭ ekstreme alta temperatura operacio.La indico de pordega metalo (Au) difuzo en GaAs estas funkcio de la difuzkoeficiento de la pordega metalmaterialo, temperaturo, kaj materiala koncentriĝgradiento.Por perfekta kradstrukturo, la aparata efikeco ne estas tuŝita de tre malrapida disvastigo ĉe normalaj funkciigadtemperaturoj, tamen, la disvastigrapideco povas esti signifa kiam la partiklolimoj estas grandaj aŭ ekzistas multaj surfacaj difektoj.Rezistoj estas ofte uzataj en mikroondaj monolitaj integraj cirkvitoj por retrosciirkvitoj, metante la biaspunkton de aktivaj aparatoj, izolado, potenca sintezo aŭ la fino de kuplado, ekzistas du strukturoj de rezisto: metalfilma rezisto (TaN, NiCr) kaj malpeze dopita GaAs. maldika tavolo rezisto.Testoj montras, ke la degenero de NiCr-rezisto kaŭzita de humido estas la ĉefa mekanismo de ĝia fiasko.
2.3 Hibridaj integraj cirkvitoj
Tradiciaj hibridaj integraj cirkvitoj, laŭ la substrata surfaco de la dika filmo-gvidbendo, maldika filmo-gvidbendo-procezo estas dividita en du kategoriojn da dika filmo hibrida integraj cirkvitoj kaj maldika filmo hibrida integraj cirkvitoj: certa malgranda presita cirkvito (PCB) cirkvito, pro la presita cirkvito estas en la formo de filmo en la ebena tabulo surfaco por formi konduktiva ŝablono, ankaŭ klasifikita kiel hibrida integraj cirkvitoj.Kun la apero de plurblataj komponantoj, ĉi tiu progresinta hibrida integra cirkvito, ĝia substrato unika plurtavola kabla strukturo kaj tratrua proceza teknologio, igis la komponantojn iĝi hibrida integra cirkvito en alt-denseca interkonektstrukturo sinonima kun la substrato uzata. en multi-blato komponantoj kaj inkluzivas: maldika filmo plurtavolo, dika filmo plurtavolo, alt-temperatura kun-pafado, malalta temperaturo kun-pafado, silicio-bazita, PCB plurtavola substrato, ktp.
Hibridaj integracirkvito media streĉa fiasko reĝimoj ĉefe inkluzivas elektran malferma cirkvito fiasko kaŭzita de substrato krakado kaj veldo fiasko inter komponantoj kaj dika filmo konduktoroj, komponantoj kaj maldika filmo konduktoroj, substrato kaj loĝejo.Mekanika efiko de produktofalo, termika ŝoko de lutado-operacio, kroma streso kaŭzita de substrata deformiĝo neegaleco, flanka tirstreĉa streso de termika miskongruo inter substrato kaj metala loĝejo kaj kunliga materialo, mekanika streso aŭ termika streĉa koncentriĝo kaŭzita de internaj difektoj de substrato, ebla damaĝo. kaŭzita de substrato borado kaj substrato tranĉanta lokaj mikro fendoj, eventuale kondukas al ekstera mekanika streso pli granda ol la eneca mekanika forto de ceramika substrato kiu La rezulto estas fiasko.
Lutstrukturoj estas sentemaj al ripetaj temperaturaj biciklaj stresoj, kiuj povas konduki al termika laceco de la luttavolo, rezultigante reduktitan ligan forton kaj pliigitan termikan reziston.Por stano-bazita klaso de duktila lutaĵo, la rolo de temperatura cikla streso kondukas al termika laceco de la luttavolo estas pro la termika ekspansio koeficiento de la du strukturoj ligitaj per la lutaĵo estas malkonsekvenca, estas la lutmovo deformado aŭ tondi deformado, post ree, la luttavolo kun laceco fendeto ekspansio kaj etendo, eventuale kondukante al laceco fiasko de la luttavolo.
2.4 Diskretaj aparatoj kaj integraj cirkvitoj
Diskretaj aparatoj de duonkonduktaĵoj estas dividitaj en diodojn, dupolusajn transistorojn, MOS-kampefektajn tubojn, tiristorojn kaj izolitajn pordegajn dupolusajn transistorojn laŭ larĝaj kategorioj.Integraj cirkvitoj havas ampleksan gamon de aplikoj kaj povas esti dividitaj en tri kategoriojn laŭ siaj funkcioj, nome ciferecaj integraj cirkvitoj, analogaj integraj cirkvitoj kaj miksitaj ciferecaj-analogaj integraj cirkvitoj.
1) Diskretaj aparatoj
Diskretaj aparatoj estas de diversaj tipoj kaj havas sian propran specifecon pro siaj malsamaj funkcioj kaj procezoj, kun signifaj diferencoj en malsukcesa efikeco.Tamen, kiel la bazaj aparatoj formitaj de duonkonduktaĵoprocezoj, ekzistas certaj similecoj en ilia fiasko-fiziko.La ĉefaj misfunkciadoj rilatigitaj al ekstera mekaniko kaj natura medio estas termika kolapso, dinamika lavango, blato-lutado-malsukceso kaj interna plumba ligado-malsukceso.
Termika rompo: Termika paneo aŭ sekundara paneo estas la ĉefa malsukcesa mekanismo influanta duonkonduktajn potencajn komponantojn, kaj la plej granda parto de la damaĝo dum uzo rilatas al la sekundara paneofenomeno.Sekundara paneo estas dividita en antaŭan biasan sekundaran panon kaj inversan biasan sekundaran rompon.La unua rilatas ĉefe al la propraj termikaj propraĵoj de la aparato, kiel la dopa koncentriĝo de la aparato, interna koncentriĝo, ktp., dum ĉi-lasta rilatas al la lavanga multobligo de portantoj en la spacŝarga regiono (kiel ekzemple proksime de la kolektanto), ambaŭ el kiuj ĉiam akompanas la koncentriĝo de kurento ene de la aparato.En la aplikado de tiaj komponantoj, oni devas prunti specialan atenton al termika protekto kaj varmodissipado.
Dinamika lavango: Dum dinamika ĉesigo pro eksteraj aŭ internaj fortoj, la nun-kontrolita kolizia jonigfenomeno kiu okazas ene de la aparato influita per la libera portanta koncentriĝo kaŭzas dinamikan lavangon, kiu povas okazi en dupolusaj aparatoj, diodoj kaj IGBToj.
Fiasko de lutaĵo: La ĉefa kialo estas, ke la blato kaj la lutaĵo estas malsamaj materialoj kun malsamaj koeficientoj de termika ekspansio, do estas termika miskongruo ĉe altaj temperaturoj.Krome, la ĉeesto de lutaĵmalplenoj pliigas la termikan reziston de la aparato, plimalbonigante varmodissipadon kaj formante varmajn punktojn en la loka ĉirkaŭaĵo, pliigante la krucvojan temperaturon kaj kaŭzante temperatur-rilatajn fiaskojn kiel ekzemple elektromigrado okazi.
Fiasko de interna plumbo-ligado: ĉefe koroda malsukceso ĉe la ligopunkto, deĉenigita de la korodo de aluminio kaŭzita de la ago de akvovaporo, kloraj elementoj, ktp. en varma kaj humida sala ŝprucaĵo.Lacega frakturo de aluminio-ligaj kondukoj kaŭzita de temperaturciklo aŭ vibro.La IGBT en modula pako estas granda en grandeco, kaj se ĝi estas instalita en nedeca maniero, estas tre facile kaŭzi streĉan koncentriĝon, rezultigante lacegan rompon de la internaj kondukoj de la modulo.
2) Integra cirkvito
La malsukcesa mekanismo de integraj cirkvitoj kaj la uzado de la medio havas bonegan rilaton, malsekecon en humida medio, damaĝon generita de statika elektro aŭ elektraj ŝprucoj, tro alta uzo de la teksto kaj la uzo de integraj cirkvitoj en radiada medio sen radiado. rezista plifortigo ankaŭ povas kaŭzi la fiaskon de la aparato.
Interfaco-efikoj rilataj al aluminio: En la elektronikaj aparatoj kun silicio-bazitaj materialoj, SiO2-tavolo kiel dielektrika filmo estas vaste uzata, kaj aluminio ofte uzata kiel materialo por interkonektlinioj, SiO2 kaj aluminio ĉe altaj temperaturoj estos kemia reago, tiel ke la aluminia tavolo fariĝas maldika, se la SiO2-tavolo estas malplenigita pro reakcia konsumo, kaŭzos rektan kontakton inter aluminio kaj silicio.Krome, la ora plumbodrato kaj aluminia interkonektlinio aŭ aluminia ligodrato kaj la ligado de la or-tegita plumbodrato de la tubŝelo, produktos Au-Al-interfackontakton.Pro la malsama kemia potencialo de ĉi tiuj du metaloj, post longtempa uzo aŭ stokado ĉe altaj temperaturoj super 200 ℃ produktos diversajn intermetalajn kunmetaĵojn, kaj pro siaj kradaj konstantoj kaj termikaj ekspansiokoeficientoj estas malsamaj, en la ligopunkto ene. granda streso, la kondukteco fariĝas malgranda.
Metaliĝa korodo: La aluminia koneksa linio sur la blato estas susceptible al korodo de akvovaporo en varma kaj humida medio.Pro la prezkompenso kaj facila amasproduktado, multaj integraj cirkvitoj estas enkapsuligitaj per rezino, tamen, akvovaporo povas trapasi la rezinon por atingi la aluminiajn interkonektojn, kaj malpuraĵoj alportitaj de ekstere aŭ dissolvitaj en la rezino agas kun metala aluminio por kaŭzi. korodo de la aluminiaj interkonektiloj.
La delaminacia efiko kaŭzita de akvovaporo: plasta IC estas la integra cirkvito enkapsuligita per plastaj kaj aliaj rezinaj polimeraj materialoj, krom la delaminacia efiko inter la plasta materialo kaj la metala kadro kaj blato (kutime konata kiel la "pufmaizo" efiko), ĉar la rezina materialo havas la karakterizaĵojn de adsorbado de akvovaporo, la delamination efiko kaŭzita de la adsorbado de akvovaporo ankaŭ kaŭzos la aparaton malsukcesi..Malsukcesa mekanismo estas la rapida ekspansio de akvo en la plasta sigela materialo ĉe altaj temperaturoj, tiel ke la disiĝo inter la plasto kaj ĝia alfikso de aliaj materialoj, kaj en gravaj kazoj, la plasta sigela korpo krevos.
2.5 Kapacivaj rezistaj komponantoj
1) Rezistoj
Oftaj ne-volvaj rezistiloj povas esti dividitaj en kvar tipojn laŭ la malsamaj materialoj uzataj en la rezistila korpo, nome aloja tipo, filmo-tipo, dika filmo-tipo kaj sinteza tipo.Por fiksaj rezistiloj, la ĉefaj malsukcesaj reĝimoj estas malferma cirkvito, elektra parametra drivo, ktp.;dum por potenciometroj, la ĉefaj malsukcesaj reĝimoj estas malferma cirkvito, elektra parametro drivo, bruo pliiĝo, ktp. La uzmedio ankaŭ kondukos al rezistilo maljuniĝo, kiu havas grandan efikon sur la vivo de elektronika ekipaĵo.
Oksidado: Oksidado de la rezistila korpo pliigos la rezistvaloron kaj estas la plej grava faktoro kaŭzanta rezistilmaljuniĝon.Krom rezistiloj faritaj el valormetaloj kaj alojoj, ĉiuj aliaj materialoj estos damaĝitaj de oksigeno en la aero.Oksigenado estas longdaŭra efiko, kaj kiam la influo de aliaj faktoroj iom post iom malpliiĝos, oksigenado fariĝos la ĉefa faktoro, kaj alta temperaturo kaj alta humideco medioj akcelos la oksigenadon de rezistiloj.Por precizecaj rezistiloj kaj altrezistaj valoraj rezistiloj, la fundamenta mezuro por malhelpi oksigenadon estas sigela protekto.Sigelaj materialoj devas esti neorganikaj materialoj, kiel metalo, ceramiko, vitro, ktp. La organika protekta tavolo ne povas tute malhelpi humidecon kaj aeran permeablon, kaj nur povas ludi prokrastan rolon en oxidado kaj adsorbado.
Maljuniĝo de la ligilo: Por organikaj sintezaj rezistiloj, maljuniĝo de la organika ligilo estas la ĉefa faktoro influanta la stabilecon de la rezistilo.La organika ligilo estas ĉefe sinteza rezino, kiu estas transformita en tre polimerigitan termofiksan polimeron per varmotraktado dum la fabrikado de la rezistilo.La ĉefa faktoro kaŭzanta polimermaljuniĝon estas oksigenado.La liberaj radikaluloj generitaj per oksigenado kaŭzas la ĉarnirumadon de la polimeraj molekulaj ligoj, kiuj plu resanigas la polimeron kaj igas ĝin fragila, rezultigante perdon de elasteco kaj mekanikan damaĝon.La resanigo de la ligilo kaŭzas la reziston ŝrumpi en volumeno, pliigante la kontaktopremon inter la konduktaj partikloj kaj malpliigante la kontaktoreziston, rezultigante malkreskon de rezisto, sed la mekanika damaĝo al la ligilo ankaŭ pliigas la reziston.Kutime la resanigo de la ligilo okazas antaŭe, mekanika damaĝo okazas post, do la rezistvaloro de organikaj sintezaj rezistiloj montras la sekvan ŝablonon: iu malkresko en la komenco de la etapo, tiam turniĝas al pliiĝo, kaj estas tendenco de pliiĝo.Ĉar la maljuniĝo de polimeroj estas proksime rilata al temperaturo kaj lumo, sintezaj rezistiloj akcelos maljuniĝon sub alta temperatura medio kaj forta lummalkovro.
Maljuniĝo sub elektra ŝarĝo: Apliki ŝarĝon al rezistilo akcelos ĝian maljuniĝan procezon.Sub DC-ŝarĝo, elektroliza ago povas damaĝi maldikfilmajn rezistilojn.Elektrolizo okazas inter la fendoj de fendeta rezistilo, kaj se la rezistsubstrato estas ceramika aŭ vitromaterialo enhavanta alkalmetaljonojn, la jonoj moviĝas sub la ago de la kampo inter la fendetoj.En humida medio, ĉi tiu procezo okazas pli perforte.
2) Kondensiloj
La malsukcesaj reĝimoj de kondensiloj estas kurta cirkvito, malferma cirkvito, degenero de elektraj parametroj (inkluzive de ŝanĝo de kapacito, pliiĝo de perda angulo-tangente kaj malpliigo de izolaj rezisto), likva elfluo kaj plumba koroda rompo.
Mallonga cirkvito: La fluganta arko ĉe la rando inter polusoj ĉe alta temperaturo kaj malalta aerpremo kondukos al mallonga cirkvito de kondensiloj, krome, la mekanika streso kiel ekstera ŝoko ankaŭ kaŭzos pasema kurta cirkvito de dielektriko.
Malferma cirkvito: Oksido de plumbodratoj kaj elektrodaj kontaktoj kaŭzita de humida kaj varma medio, rezultigante malaltnivelan nealireblecon kaj korodan rompon de anoda plumbofolio.
Degradiĝo de elektraj parametroj: Degradiĝo de elektraj parametroj pro la influo de humida medio.
2.6 Estrar-nivela cirkulado
Presita cirkvito estas ĉefe kunmetita de izola substrato, metala drataro kaj konektanta malsamajn tavolojn de dratoj, lutaj komponantoj "kusenetoj".Ĝia ĉefa rolo estas provizi portanton por elektronikaj komponantoj, kaj ludi la rolon de elektraj kaj mekanikaj ligoj.
La malsukcesa reĝimo de la presita cirkvito ĉefe inkluzivas malbonan lutadon, malferman kaj kurtcirkviton, ampokiĝon, krevatan tabulmalminadon, surfacan korodon aŭ senkoloriĝon, tabulfleksadon.
Afiŝtempo: Nov-21-2022