Σε αυτό το άρθρο, μελετώνται οι τρόποι αστοχίας και οι μηχανισμοί αστοχίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και τα ευαίσθητα περιβάλλοντά τους δίνονται για να παρέχουν κάποια αναφορά για το σχεδιασμό ηλεκτρονικών προϊόντων
1. Τυπικοί τρόποι αστοχίας εξαρτημάτων
Σειριακός αριθμός
Όνομα ηλεκτρονικού εξαρτήματος
Τρόποι αστοχίας που σχετίζονται με το περιβάλλον
Περιβαλλοντικό στρες
1. Ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα
Οι κραδασμοί προκαλούν κόπωση σπάσιμο των πηνίων και χαλάρωση των καλωδίων.
Δόνηση, κραδασμός
2. Συσκευές μικροκυμάτων ημιαγωγών
Το σοκ υψηλής θερμοκρασίας και θερμοκρασίας οδηγούν σε αποκόλληση στη διεπαφή μεταξύ του υλικού συσκευασίας και του τσιπ, και μεταξύ του υλικού συσκευασίας και της διεπαφής υποδοχής τσιπ του μονόλιθου μικροκυμάτων που σφραγίζεται με πλαστικό.
Υψηλή θερμοκρασία, θερμοκρασιακό σοκ
3. Υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Η κρούση οδηγεί σε ρωγμές του κεραμικού υποστρώματος, η θερμοκρασιακή κρούση οδηγεί σε ρωγμή του ηλεκτροδίου του άκρου του πυκνωτή και ο κύκλος της θερμοκρασίας οδηγεί σε αστοχία της συγκόλλησης.
Σοκ, κύκλος θερμοκρασίας
4. Διακριτές Συσκευές και Ολοκληρωμένα Κυκλώματα
Θερμική βλάβη, αστοχία συγκόλλησης τσιπ, αστοχία εσωτερικής σύνδεσης μολύβδου, κρούση που οδηγεί σε θραύση του στρώματος παθητικοποίησης.
Υψηλή θερμοκρασία, κραδασμός, κραδασμός
5. Ανθεκτικά εξαρτήματα
Ρήξη υποστρώματος πυρήνα, ρήξη μεμβράνης αντίστασης, θραύση μολύβδου
Σοκ, υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία
6. Κύκλωμα επιπέδου πλακέτας
Ραγισμένες συγκολλήσεις, σπασμένες οπές χαλκού.
Υψηλή θερμοκρασία
7. Ηλεκτρικό κενό
Κάταγμα κόπωσης θερμού σύρματος.
Δόνηση
2, τυπική ανάλυση μηχανισμού αστοχίας εξαρτημάτων
Η λειτουργία αστοχίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων δεν είναι ένα ενιαίο, μόνο ένα αντιπροσωπευτικό μέρος της τυπικής ανάλυσης ορίου ανοχής περιβάλλοντος ευαίσθητου σε εξαρτήματα, προκειμένου να εξαχθεί ένα γενικότερο συμπέρασμα.
2.1 Ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα
Τα τυπικά ηλεκτρομηχανικά εξαρτήματα περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς συνδετήρες, ρελέ κ.λπ. Οι τρόποι αστοχίας αναλύονται σε βάθος με τη δομή των δύο τύπων εξαρτημάτων αντίστοιχα.
1) Ηλεκτρικοί σύνδεσμοι
Ηλεκτρικός σύνδεσμος από το κέλυφος, τον μονωτή και το σώμα επαφής των τριών βασικών μονάδων, ο τρόπος αστοχίας συνοψίζεται στην αστοχία επαφής, αστοχία μόνωσης και μηχανική αστοχία των τριών μορφών αστοχίας.Η κύρια μορφή αστοχίας του ηλεκτρικού συνδετήρα για την αστοχία επαφής, η αποτυχία της απόδοσής του: η επαφή στο στιγμιαίο σπάσιμο και η αντίσταση επαφής αυξάνεται.Για τους ηλεκτρικούς συνδετήρες, λόγω της ύπαρξης αντίστασης επαφής και αντίστασης αγωγού υλικού, όταν υπάρχει ροή ρεύματος μέσω του ηλεκτρικού συνδετήρα, η αντίσταση επαφής και η αντίσταση του αγωγού μεταλλικού υλικού θα παράγουν θερμότητα Joule, η θερμότητα Joule θα αυξήσει τη θερμότητα, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασία του σημείου επαφής, πολύ υψηλή θερμοκρασία σημείου επαφής θα κάνει την επιφάνεια επαφής του μετάλλου να μαλακώσει, να λιώσει ή ακόμα και να βράσει, αλλά και να αυξήσει την αντίσταση επαφής, προκαλώντας έτσι αστοχία επαφής..Στο ρόλο του περιβάλλοντος υψηλής θερμοκρασίας, τα μέρη επαφής θα εμφανιστούν επίσης φαινόμενο ερπυσμού, κάνοντας την πίεση επαφής μεταξύ των τμημάτων επαφής να μειώνεται.Όταν η πίεση επαφής μειωθεί σε κάποιο βαθμό, η αντίσταση επαφής θα αυξηθεί απότομα και τελικά θα προκαλέσει κακή ηλεκτρική επαφή, με αποτέλεσμα την αστοχία της επαφής.
Από την άλλη πλευρά, ο ηλεκτρικός σύνδεσμος κατά την αποθήκευση, τη μεταφορά και την εργασία, θα υπόκειται σε μια ποικιλία φορτίων δόνησης και δυνάμεων κρούσης, όταν η συχνότητα διέγερσης του εξωτερικού φορτίου δόνησης και οι ηλεκτρικοί σύνδεσμοι κοντά στην εγγενή συχνότητα, θα κάνουν τον ηλεκτρικό συνδετήρα συντονισμό φαινόμενο, με αποτέλεσμα το κενό μεταξύ των τεμαχίων επαφής να γίνει μεγαλύτερο, το κενό αυξάνεται σε κάποιο βαθμό, η πίεση επαφής θα εξαφανιστεί στιγμιαία, με αποτέλεσμα την ηλεκτρική επαφή "στιγμιαία διακοπή".Στη δόνηση, το φορτίο κραδασμών, ο ηλεκτρικός σύνδεσμος θα δημιουργήσει εσωτερική πίεση, όταν η τάση υπερβαίνει την αντοχή διαρροής του υλικού, θα κάνει το υλικό ζημιά και θραύση.Στο ρόλο αυτής της μακροπρόθεσμης πίεσης, το υλικό θα προκληθεί επίσης ζημιά από κόπωση και τελικά θα προκαλέσει αστοχία.
2) Ρελέ
Τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ αποτελούνται γενικά από πυρήνες, πηνία, οπλισμούς, επαφές, καλάμια και ούτω καθεξής.Όσο προστίθεται μια ορισμένη τάση και στα δύο άκρα του πηνίου, ένα ορισμένο ρεύμα θα ρέει στο πηνίο, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρομαγνητικό αποτέλεσμα, ο οπλισμός θα υπερνικήσει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης για να επιστρέψει στην έλξη του ελατηρίου στον πυρήνα, η οποία με τη σειρά του οδηγεί τις κινούμενες επαφές του οπλισμού και τις στατικές επαφές (συνήθως ανοιχτές επαφές) στο κλείσιμο.Όταν το πηνίο απενεργοποιηθεί, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη αναρρόφησης εξαφανίζεται επίσης, ο οπλισμός θα επιστρέψει στην αρχική θέση υπό τη δύναμη αντίδρασης του ελατηρίου, έτσι ώστε η κινούμενη επαφή και η αρχική στατική επαφή (συνήθως κλειστή επαφή) να αναρροφούν.Αυτή η αναρρόφηση και απελευθέρωση, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της αγωγής και αποκοπής στο κύκλωμα.
Οι κύριοι τρόποι συνολικής αστοχίας των ηλεκτρομαγνητικών ηλεκτρονόμων είναι: ρελέ κανονικά ανοιχτό, ρελέ κανονικά κλειστό, ρελέ δυναμική δράση ελατηρίου δεν πληροί τις απαιτήσεις, κλείσιμο επαφής αφού οι ηλεκτρικές παράμετροι του ρελέ υπερβούν τις κακές.Λόγω της έλλειψης της διαδικασίας παραγωγής ηλεκτρομαγνητικού ρελέ, πολλά ηλεκτρομαγνητικά ρελέ αποτυχία στη διαδικασία παραγωγής για να θέσει την ποιότητα των κρυφών κινδύνων, όπως η μηχανική περίοδος ανακούφισης της πίεσης είναι πολύ σύντομη με αποτέλεσμα τη μηχανική δομή μετά την παραμόρφωση των εξαρτημάτων καλουπώματος, η αφαίρεση υπολειμμάτων δεν εξαντλείται με αποτέλεσμα η δοκιμή PIND να απέτυχε ή ακόμα και να αποτύχει, η εργοστασιακή δοκιμή και η χρήση φίλτρου δεν είναι αυστηρή, ώστε η αστοχία της συσκευής να χρησιμοποιηθεί κ.λπ.. Το περιβάλλον πρόσκρουσης είναι πιθανό να προκαλέσει πλαστική παραμόρφωση των μεταλλικών επαφών, με αποτέλεσμα την αστοχία του ρελέ.Στο σχεδιασμό του εξοπλισμού που περιέχει ρελέ, είναι απαραίτητο να εστιάσουμε στην προσαρμοστικότητα του περιβάλλοντος επιπτώσεων που πρέπει να ληφθεί υπόψη.
2.2 Εξαρτήματα μικροκυμάτων ημιαγωγών
Οι συσκευές ημιαγωγών μικροκυμάτων είναι εξαρτήματα κατασκευασμένα από σύνθετα ημιαγωγικά υλικά Ge, Si και III ~ V που λειτουργούν στη ζώνη μικροκυμάτων.Χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπως ραντάρ, συστήματα ηλεκτρονικού πολέμου και συστήματα επικοινωνίας μικροκυμάτων.Η συσκευασία διακριτών συσκευών μικροκυμάτων εκτός από την παροχή ηλεκτρικών συνδέσεων και μηχανικής και χημικής προστασίας για τον πυρήνα και τις ακίδες, ο σχεδιασμός και η επιλογή του περιβλήματος θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη την επίδραση των παρασιτικών παραμέτρων του περιβλήματος στα χαρακτηριστικά μετάδοσης μικροκυμάτων της συσκευής.Το περίβλημα μικροκυμάτων είναι επίσης ένα μέρος του κυκλώματος, το οποίο αποτελεί από μόνο του ένα πλήρες κύκλωμα εισόδου και εξόδου.Επομένως, το σχήμα και η δομή του περιβλήματος, το μέγεθος, το διηλεκτρικό υλικό, η διαμόρφωση του αγωγού κ.λπ. πρέπει να ταιριάζουν με τα χαρακτηριστικά μικροκυμάτων των εξαρτημάτων και τις πτυχές εφαρμογής του κυκλώματος.Αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν παραμέτρους όπως η χωρητικότητα, η αντίσταση του ηλεκτρικού ηλεκτροδίου, η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση και οι απώλειες αγωγού και διηλεκτρισμού του περιβλήματος του σωλήνα.
Οι τρόποι αστοχίας και οι μηχανισμοί που σχετίζονται με το περιβάλλον των εξαρτημάτων ημιαγωγών μικροκυμάτων περιλαμβάνουν κυρίως μεταλλικό νεροχύτη πύλης και υποβάθμιση των ιδιοτήτων αντίστασης.Ο μεταλλικός νεροχύτης πύλης οφείλεται στη θερμικά επιταχυνόμενη διάχυση του μετάλλου πύλης (Au) σε GaAs, επομένως αυτός ο μηχανισμός αστοχίας συμβαίνει κυρίως κατά τη διάρκεια δοκιμών επιτάχυνσης ζωής ή λειτουργίας εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας.Ο ρυθμός διάχυσης μετάλλου πύλης (Au) σε GaAs είναι συνάρτηση του συντελεστή διάχυσης του υλικού της πύλης, της θερμοκρασίας και της κλίσης συγκέντρωσης υλικού.Για μια τέλεια δομή πλέγματος, η απόδοση της συσκευής δεν επηρεάζεται από έναν πολύ αργό ρυθμό διάχυσης σε κανονικές θερμοκρασίες λειτουργίας, ωστόσο, ο ρυθμός διάχυσης μπορεί να είναι σημαντικός όταν τα όρια των σωματιδίων είναι μεγάλα ή υπάρχουν πολλά επιφανειακά ελαττώματα.Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται συνήθως σε μονολιθικά ολοκληρωμένα κυκλώματα μικροκυμάτων για κυκλώματα ανάδρασης, ρύθμιση του σημείου πόλωσης ενεργών συσκευών, απομόνωση, σύνθεση ισχύος ή το άκρο της ζεύξης, υπάρχουν δύο δομές αντίστασης: αντίσταση μεταλλικού φιλμ (TaN, NiCr) και ελαφρώς ντοπαρισμένο GaAs αντίσταση λεπτού στρώματος.Οι δοκιμές δείχνουν ότι η υποβάθμιση της αντίστασης NiCr που προκαλείται από την υγρασία είναι ο κύριος μηχανισμός της αστοχίας του.
2.3 Υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Παραδοσιακά υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, σύμφωνα με την επιφάνεια του υποστρώματος της ταινίας οδηγού παχιάς μεμβράνης, η διαδικασία ταινίας οδηγού λεπτής μεμβράνης χωρίζεται σε δύο κατηγορίες υβριδικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων παχιάς μεμβράνης και ολοκληρωμένων υβριδικών κυκλωμάτων λεπτής μεμβράνης: συγκεκριμένο κύκλωμα πλακέτας μικρών τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB). λόγω του τυπωμένου κυκλώματος έχει τη μορφή φιλμ στην επίπεδη επιφάνεια του σκάφους για να σχηματίσει ένα αγώγιμο σχέδιο, που επίσης ταξινομείται ως υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα.Με την εμφάνιση εξαρτημάτων πολλαπλών τσιπ, αυτό το προηγμένο υβριδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα, το υπόστρωμα της μοναδικής δομής καλωδίωσης πολλαπλών στρωμάτων και η τεχνολογία διεργασίας διαμπερούς οπής, έχουν κάνει τα εξαρτήματα να γίνουν ένα υβριδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα σε μια δομή διασύνδεσης υψηλής πυκνότητας συνώνυμη με το χρησιμοποιούμενο υπόστρωμα σε εξαρτήματα πολλαπλών τσιπ και περιλαμβάνουν: λεπτή μεμβράνη πολλαπλών στρώσεων, παχύ φιλμ πολλαπλών στρώσεων, συν-καύση σε υψηλή θερμοκρασία, συν-καύση χαμηλής θερμοκρασίας, με βάση το πυρίτιο, πολυστρωματικό υπόστρωμα PCB κ.λπ.
Οι τρόποι αστοχίας περιβαλλοντικής καταπόνησης υβριδικού ολοκληρωμένου κυκλώματος περιλαμβάνουν κυρίως αστοχία ηλεκτρικού ανοιχτού κυκλώματος που προκαλείται από ρωγμές υποστρώματος και αστοχία συγκόλλησης μεταξύ εξαρτημάτων και αγωγών παχιάς μεμβράνης, εξαρτημάτων και αγωγών λεπτής μεμβράνης, υποστρώματος και περιβλήματος.Μηχανική κρούση από πτώση του προϊόντος, θερμικό σοκ από τη λειτουργία συγκόλλησης, πρόσθετη καταπόνηση που προκαλείται από ανομοιομορφία παραμόρφωσης υποστρώματος, πλευρική εφελκυστική τάση από θερμική αναντιστοιχία μεταξύ υποστρώματος και μεταλλικού περιβλήματος και συγκολλητικού υλικού, μηχανική καταπόνηση ή συγκέντρωση θερμικής καταπόνησης που προκαλείται από εσωτερικά ελαττώματα του υποστρώματος, πιθανή ζημιά που προκαλούνται από διάτρηση υποστρώματος και κοπή υποστρώματος τοπικές μικρορωγμές, οδηγούν τελικά σε εξωτερική μηχανική καταπόνηση μεγαλύτερη από την εγγενή μηχανική αντοχή του κεραμικού υποστρώματος που Το αποτέλεσμα είναι αστοχία.
Οι δομές συγκόλλησης είναι επιρρεπείς σε επαναλαμβανόμενες τάσεις κύκλου θερμοκρασίας, οι οποίες μπορούν να οδηγήσουν σε θερμική κόπωση του στρώματος συγκόλλησης, με αποτέλεσμα μειωμένη αντοχή συγκόλλησης και αυξημένη θερμική αντίσταση.Για την κατηγορία όλκιμων συγκολλήσεων με βάση τον κασσίτερο, ο ρόλος της κυκλικής καταπόνησης θερμοκρασίας οδηγεί σε θερμική κόπωση του στρώματος συγκόλλησης οφείλεται στο ότι ο συντελεστής θερμικής διαστολής των δύο δομών που συνδέονται με τη συγκόλληση είναι ασυνεπής, είναι η παραμόρφωση μετατόπισης ή η διατμητική παραμόρφωση, μετά από επανειλημμένα, το στρώμα συγκόλλησης με επέκταση και επέκταση ρωγμής κόπωσης, οδηγώντας τελικά σε αστοχία κόπωσης του στρώματος συγκόλλησης.
2.4 Διακριτές συσκευές και ολοκληρωμένα κυκλώματα
Οι διακριτές συσκευές ημιαγωγών χωρίζονται σε διπολικά τρανζίστορ, διπολικά τρανζίστορ, λυχνίες φαινομένου πεδίου MOS, θυρίστορ και διπολικά τρανζίστορ με μόνωση πύλης κατά ευρείες κατηγορίες.Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τις λειτουργίες τους, δηλαδή ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα, αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα και μικτά ψηφιακά-αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα.
1) Διακριτές συσκευές
Οι διακριτές συσκευές είναι διαφόρων τύπων και έχουν τη δική τους ιδιαιτερότητα λόγω των διαφορετικών λειτουργιών και διαδικασιών τους, με σημαντικές διαφορές στην απόδοση αστοχίας.Ωστόσο, ως βασικές συσκευές που σχηματίζονται από διαδικασίες ημιαγωγών, υπάρχουν ορισμένες ομοιότητες στη φυσική αστοχίας τους.Οι κύριες αστοχίες που σχετίζονται με την εξωτερική μηχανική και το φυσικό περιβάλλον είναι η θερμική βλάβη, η δυναμική χιονοστιβάδα, η αστοχία συγκόλλησης τσιπ και η εσωτερική αστοχία σύνδεσης μολύβδου.
Θερμική διάσπαση: Η θερμική βλάβη ή δευτερεύουσα βλάβη είναι ο κύριος μηχανισμός αστοχίας που επηρεάζει τα εξαρτήματα ισχύος ημιαγωγών και το μεγαλύτερο μέρος της ζημιάς κατά τη χρήση σχετίζεται με το φαινόμενο δευτερογενούς βλάβης.Η δευτερεύουσα κατανομή χωρίζεται σε δευτερεύουσα κατανομή προς τα εμπρός και σε δευτερεύουσα ανάλυση αντίστροφης μεροληψίας.Το πρώτο σχετίζεται κυρίως με τις θερμικές ιδιότητες της ίδιας της συσκευής, όπως η συγκέντρωση ντόπινγκ της συσκευής, η εγγενής συγκέντρωση κ.λπ., ενώ η δεύτερη σχετίζεται με τον πολλαπλασιασμό χιονοστιβάδας των φορέων στην περιοχή φορτίου χώρου (όπως κοντά στον συλλέκτη), και τα δύο εκ των οποίων συνοδεύονται πάντα από τη συγκέντρωση του ρεύματος στο εσωτερικό της συσκευής.Κατά την εφαρμογή τέτοιων εξαρτημάτων, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη θερμική προστασία και την απαγωγή θερμότητας.
Δυναμική χιονοστιβάδα: Κατά τη διάρκεια δυναμικού τερματισμού λειτουργίας λόγω εξωτερικών ή εσωτερικών δυνάμεων, το ελεγχόμενο από το ρεύμα φαινόμενο ιοντισμού σύγκρουσης που συμβαίνει μέσα στη συσκευή επηρεασμένο από τη συγκέντρωση ελεύθερου φορέα προκαλεί μια δυναμική χιονοστιβάδα, η οποία μπορεί να συμβεί σε διπολικές συσκευές, διόδους και IGBT.
Αστοχία συγκόλλησης τσιπ: Ο κύριος λόγος είναι ότι το τσιπ και η συγκόλληση είναι διαφορετικά υλικά με διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής, επομένως υπάρχει θερμική αναντιστοιχία σε υψηλές θερμοκρασίες.Επιπλέον, η παρουσία κενών συγκόλλησης αυξάνει τη θερμική αντίσταση της συσκευής, επιδεινώνοντας τη διάχυση θερμότητας και σχηματίζοντας θερμά σημεία στην τοπική περιοχή, αυξάνοντας τη θερμοκρασία της διασταύρωσης και προκαλώντας αστοχίες που σχετίζονται με τη θερμοκρασία, όπως ηλεκτρομετανάστευση.
Αστοχία εσωτερικής συγκόλλησης μολύβδου: κυρίως αστοχία διάβρωσης στο σημείο συγκόλλησης, που προκαλείται από τη διάβρωση του αλουμινίου που προκαλείται από τη δράση υδρατμών, στοιχείων χλωρίου κ.λπ. σε ζεστό και υγρό περιβάλλον ψεκασμού αλατιού.Θραύση κόπωσης των καλωδίων συγκόλλησης αλουμινίου που προκαλείται από κύκλο θερμοκρασίας ή δόνηση.Η συσκευασία της μονάδας IGBT είναι μεγάλου μεγέθους και εάν εγκατασταθεί με ακατάλληλο τρόπο, είναι πολύ εύκολο να προκληθεί συγκέντρωση πίεσης, με αποτέλεσμα το σπάσιμο λόγω κόπωσης των εσωτερικών απαγωγών της μονάδας.
2) Ολοκληρωμένο κύκλωμα
Ο μηχανισμός αστοχίας των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και η χρήση του περιβάλλοντος έχει μεγάλη σχέση, υγρασία σε υγρό περιβάλλον, ζημιά που προκαλείται από στατικό ηλεκτρισμό ή ηλεκτρικές υπερτάσεις, υπερβολική χρήση του κειμένου και χρήση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε περιβάλλον ακτινοβολίας χωρίς ακτινοβολία Η ενίσχυση αντίστασης μπορεί επίσης να προκαλέσει αστοχία της συσκευής.
Εφέ διεπαφής που σχετίζονται με το αλουμίνιο: Στις ηλεκτρονικές συσκευές με υλικά με βάση το πυρίτιο, το στρώμα SiO2 ως διηλεκτρικό φιλμ χρησιμοποιείται ευρέως και το αλουμίνιο χρησιμοποιείται συχνά ως υλικό για γραμμές διασύνδεσης, το SiO2 και το αλουμίνιο σε υψηλές θερμοκρασίες θα είναι μια χημική αντίδραση. έτσι ώστε το στρώμα αλουμινίου να γίνει λεπτό, εάν το στρώμα SiO2 εξαντληθεί λόγω κατανάλωσης αντίδρασης, θα προκαλέσει άμεση επαφή μεταξύ αλουμινίου και πυριτίου.Επιπλέον, το χρυσό σύρμα μολύβδου και η γραμμή διασύνδεσης αλουμινίου ή το σύρμα συγκόλλησης αλουμινίου και η συγκόλληση του επιχρυσωμένου σύρματος μολύβδου του κελύφους του σωλήνα, θα παράγουν επαφή διασύνδεσης Au-Al.Λόγω του διαφορετικού χημικού δυναμικού αυτών των δύο μετάλλων, μετά από μακροχρόνια χρήση ή αποθήκευση σε υψηλές θερμοκρασίες άνω των 200 ℃, θα παραχθεί μια ποικιλία διαμεταλλικών ενώσεων και λόγω των σταθερών πλέγματος και των συντελεστών θερμικής διαστολής τους είναι διαφορετικοί, στο σημείο σύνδεσης εντός μια μεγάλη πίεση, η αγωγιμότητα γίνεται μικρή.
Διάβρωση μεταλλοποίησης: Η γραμμή σύνδεσης αλουμινίου στο τσιπ είναι ευαίσθητη στη διάβρωση από τους υδρατμούς σε ζεστό και υγρό περιβάλλον.Λόγω της αντιστάθμισης τιμής και της εύκολης μαζικής παραγωγής, πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι ενθυλακωμένα με ρητίνη, ωστόσο, οι υδρατμοί μπορούν να περάσουν μέσα από τη ρητίνη για να φτάσουν στις αλουμινένιες διασυνδέσεις και οι ακαθαρσίες που εισέρχονται από το εξωτερικό ή διαλυμένες στη ρητίνη δρουν με μεταλλικό αλουμίνιο για να προκαλέσουν διάβρωση των διασυνδέσεων αλουμινίου.
Το φαινόμενο αποκόλλησης που προκαλείται από υδρατμούς: το πλαστικό IC είναι το ολοκληρωμένο κύκλωμα που ενθυλακώνεται με πλαστικά και άλλα πολυμερή υλικά ρητίνης, επιπλέον του φαινομένου αποκόλλησης μεταξύ του πλαστικού υλικού και του μεταλλικού πλαισίου και του τσιπ (κοινώς γνωστό ως φαινόμενο "ποπ κορν"). επειδή το υλικό ρητίνης έχει τα χαρακτηριστικά της προσρόφησης υδρατμών, το αποτέλεσμα αποκόλλησης που προκαλείται από την προσρόφηση υδρατμών θα προκαλέσει επίσης την αστοχία της συσκευής..Ο μηχανισμός αστοχίας είναι η ταχεία διαστολή του νερού στο πλαστικό στεγανοποιητικό υλικό σε υψηλές θερμοκρασίες, έτσι ώστε ο διαχωρισμός μεταξύ του πλαστικού και της προσάρτησής του άλλων υλικών, και σε σοβαρές περιπτώσεις, το πλαστικό σώμα σφράγισης θα σκάσει.
2.5 Χωρητικά εξαρτήματα αντίστασης
1) Αντιστάσεις
Οι κοινές αντιστάσεις χωρίς περιέλιξη μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις τύπους ανάλογα με τα διαφορετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στο σώμα της αντίστασης, δηλαδή τύπο κράματος, τύπο φιλμ, τύπο παχιάς μεμβράνης και συνθετικό τύπο.Για σταθερές αντιστάσεις, οι κύριες λειτουργίες αστοχίας είναι ανοιχτό κύκλωμα, μετατόπιση ηλεκτρικών παραμέτρων κ.λπ.ενώ για τα ποτενσιόμετρα, οι κύριες λειτουργίες αστοχίας είναι το ανοιχτό κύκλωμα, η μετατόπιση ηλεκτρικών παραμέτρων, η αύξηση του θορύβου κ.λπ. Το περιβάλλον χρήσης θα οδηγήσει επίσης σε γήρανση της αντίστασης, η οποία έχει μεγάλο αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής του ηλεκτρονικού εξοπλισμού.
Οξείδωση: Η οξείδωση του σώματος της αντίστασης θα αυξήσει την τιμή αντίστασης και είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας που προκαλεί τη γήρανση της αντίστασης.Εκτός από τα σώματα αντιστάσεων από πολύτιμα μέταλλα και κράματα, όλα τα άλλα υλικά θα καταστραφούν από το οξυγόνο στον αέρα.Η οξείδωση είναι μια μακροπρόθεσμη επίδραση και όταν η επίδραση άλλων παραγόντων σταδιακά μειώνεται, η οξείδωση θα γίνει ο κύριος παράγοντας και τα περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής υγρασίας θα επιταχύνουν την οξείδωση των αντιστάσεων.Για αντιστάσεις ακριβείας και αντιστάσεις υψηλής τιμής αντίστασης, το θεμελιώδες μέτρο για την πρόληψη της οξείδωσης είναι η προστασία στεγανοποίησης.Τα υλικά στεγανοποίησης πρέπει να είναι ανόργανα υλικά, όπως μέταλλο, κεραμικό, γυαλί κ.λπ. Η οργανική προστατευτική στρώση δεν μπορεί να αποτρέψει πλήρως τη διαπερατότητα από την υγρασία και τη διαπερατότητα του αέρα και μπορεί να παίξει μόνο καθυστερητικό ρόλο στην οξείδωση και την προσρόφηση.
Γήρανση του συνδετικού: Για τις οργανικές συνθετικές αντιστάσεις, η γήρανση του οργανικού συνδετικού είναι ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη σταθερότητα της αντίστασης.Το οργανικό συνδετικό είναι κυρίως μια συνθετική ρητίνη, η οποία μετατρέπεται σε ένα εξαιρετικά πολυμερισμένο θερμοσκληρυνόμενο πολυμερές με θερμική επεξεργασία κατά τη διαδικασία κατασκευής της αντίστασης.Ο κύριος παράγοντας που προκαλεί τη γήρανση του πολυμερούς είναι η οξείδωση.Οι ελεύθερες ρίζες που δημιουργούνται από την οξείδωση προκαλούν την άρθρωση των μοριακών δεσμών του πολυμερούς, γεγονός που θεραπεύει περαιτέρω το πολυμερές και το καθιστά εύθραυστο, με αποτέλεσμα απώλεια ελαστικότητας και μηχανική βλάβη.Η σκλήρυνση του συνδετικού αναγκάζει την αντίσταση να συρρικνωθεί σε όγκο, αυξάνοντας την πίεση επαφής μεταξύ των αγώγιμων σωματιδίων και μειώνοντας την αντίσταση επαφής, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντίστασης, αλλά η μηχανική βλάβη στο συνδετικό αυξάνει επίσης την αντίσταση.Συνήθως η σκλήρυνση του συνδετικού γίνεται πριν, η μηχανική βλάβη συμβαίνει μετά, έτσι η τιμή αντίστασης των οργανικών συνθετικών αντιστάσεων δείχνει το ακόλουθο μοτίβο: κάποια πτώση στην αρχή του σταδίου, μετά στροφή σε αύξηση και υπάρχει μια τάση αύξησης.Δεδομένου ότι η γήρανση των πολυμερών σχετίζεται στενά με τη θερμοκρασία και το φως, οι συνθετικές αντιστάσεις θα επιταχύνουν τη γήρανση σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και έντονη έκθεση στο φως.
Γήρανση υπό ηλεκτρικό φορτίο: Η εφαρμογή ενός φορτίου σε μια αντίσταση θα επιταχύνει τη διαδικασία γήρανσής της.Υπό φορτίο συνεχούς ρεύματος, η ηλεκτρολυτική δράση μπορεί να καταστρέψει τις αντιστάσεις λεπτής μεμβράνης.Η ηλεκτρόλυση λαμβάνει χώρα μεταξύ των σχισμών μιας αντίστασης με σχισμή και εάν το υπόστρωμα της αντίστασης είναι κεραμικό ή γυάλινο υλικό που περιέχει ιόντα μετάλλων αλκαλίων, τα ιόντα κινούνται υπό τη δράση του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των σχισμών.Σε ένα υγρό περιβάλλον, αυτή η διαδικασία προχωρά πιο βίαια.
2) Πυκνωτές
Οι τρόποι αστοχίας των πυκνωτών είναι βραχυκύκλωμα, ανοιχτό κύκλωμα, υποβάθμιση των ηλεκτρικών παραμέτρων (συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής χωρητικότητας, της αύξησης της εφαπτομένης γωνίας απώλειας και της μείωσης της αντίστασης μόνωσης), η διαρροή υγρού και η θραύση από διάβρωση μολύβδου.
Βραχυκύκλωμα: Το ιπτάμενο τόξο στην άκρη μεταξύ πόλων σε υψηλή θερμοκρασία και χαμηλή πίεση αέρα θα οδηγήσει σε βραχυκύκλωμα των πυκνωτών, επιπλέον, η μηχανική καταπόνηση όπως το εξωτερικό σοκ θα προκαλέσει επίσης παροδικό βραχυκύκλωμα του διηλεκτρικού.
Ανοιχτό κύκλωμα: Οξείδωση των συρμάτων μολύβδου και των επαφών ηλεκτροδίων που προκαλείται από υγρό και ζεστό περιβάλλον, με αποτέλεσμα χαμηλό επίπεδο απροσπέλασης και διάβρωση του φύλλου μολύβδου ανόδου.
Υποβάθμιση ηλεκτρικών παραμέτρων: Υποβάθμιση ηλεκτρικών παραμέτρων λόγω της επίδρασης του υγρού περιβάλλοντος.
2.6 Κυκλώματα σε επίπεδο πλακέτας
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος αποτελείται κυρίως από μονωτικό υπόστρωμα, μεταλλική καλωδίωση και σύνδεση διαφορετικών στρωμάτων καλωδίων, εξαρτήματα συγκόλλησης "μαξιλαράκια".Ο κύριος ρόλος του είναι να παρέχει έναν φορέα για ηλεκτρονικά εξαρτήματα και να παίζει το ρόλο των ηλεκτρικών και μηχανικών συνδέσεων.
Ο τρόπος αστοχίας της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος περιλαμβάνει κυρίως κακή συγκόλληση, ανοιχτό και βραχυκύκλωμα, φουσκάλες, διάρρηξη πλακέτας, διάβρωση ή αποχρωματισμό της επιφάνειας της πλακέτας, κάμψη πλακέτας
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-21-2022