고장 모드: 다양한 고장 현상 및 그 징후.
고장 메커니즘: 고장으로 이어지는 물리적, 화학적, 열역학적 또는 기타 프로세스입니다.
1. 저항의 주요 고장 모드 및 고장 메커니즘은 다음과 같습니다.
1) 개방 회로: 주요 고장 메커니즘은 저항막이 타거나 넓은 영역에서 떨어져 나가고 기판이 파손되고 리드 캡과 저항 본체가 떨어지는 것입니다.
2) 저항 드리프트가 사양을 벗어남: 저항막에 결함이 있거나 열화되어 있고, 기판에 이동 가능한 나트륨 이온이 있고, 보호 코팅이 좋지 않습니다.
3) 리드 파손: 저항기 본체의 용접 공정 결함, 솔더 조인트 오염, 리드 기계적 응력 손상.
4) 단락: 은의 이동, 코로나 방전.
2. 전체 고장에서 고장 모드의 비율 표
3. 고장 메커니즘 분석
저항기의 고장 메커니즘은 다면적이며 작업 조건이나 환경 조건에서 발생하는 다양한 물리적, 화학적 과정이 저항기 노화의 원인입니다.
(1) 전도성 물질의 구조적 변화
박막 저항체의 도전막층은 일반적으로 증착법에 의해 얻어지는데, 어느 정도 비정질 구조가 존재한다. 열역학적 관점에서 비정질 구조는 결정화되는 경향이 있습니다. 작업 조건 또는 환경 조건에서 전도성 필름층의 비정질 구조는 특정 속도로 결정화되는 경향이 있습니다. 즉, 전도성 물질의 내부 구조가 조밀해지는 경향이 있어 저항값이 저하되는 경우가 많습니다. 결정화 속도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다.
저항선이나 저항막은 준비 과정에서 기계적 응력을 받게 되어 내부 구조가 변형됩니다. 와이어 직경이 작거나 필름이 얇을수록 응력 효과가 더 커집니다. 일반적으로 열처리는 내부 응력을 제거하는 데 사용할 수 있습니다. 잔류 내부 응력은 장기간 사용 시 점진적으로 제거될 수 있으며 이에 따라 저항의 저항이 변경될 수 있습니다.
결정화 과정과 내부 응력 제거 과정은 모두 시간이 지남에 따라 느려지지만 저항기를 사용하는 동안 종료하는 것은 불가능합니다. 이 두 과정은 저항기의 동작 기간 동안 거의 일정한 속도로 진행된다고 볼 수 있다. 그들과 관련된 저항 변화는 원래 저항 값의 약 수천 분의 1을 차지합니다.
전기 부하의 고온 노화: 어쨌든 전기 부하가 저항기의 노화 과정을 가속화하고 저항기의 노화를 가속화하는 전기 부하의 영향은 증가된 온도보다 더 중요합니다. 그 이유는 저항 본체와 리드 캡의 접촉 부분의 온도 때문입니다. 상승은 저항의 평균 온도 상승을 초과합니다. 일반적으로 온도가 10℃ 상승할 때마다 수명이 절반으로 단축됩니다. 과부하로 인해 저항기의 온도 상승이 정격 부하를 50°C 초과하는 경우 저항기의 수명은 정상 조건에서 수명의 1/32에 불과합니다. 10년 동안 저항기의 작동 안정성을 평가하기 위해 4개월 미만의 가속 수명 테스트를 통과할 수 있습니다.
DC 부하-전기분해: DC 부하에서 전기분해는 저항기를 노화시킵니다. 홈이 있는 저항기의 홈에서 전기분해가 일어나고 저항기 매트릭스에 포함된 알칼리 금속 이온이 홈 사이의 전기장에서 변위되어 이온 전류가 생성됩니다. 수분이 존재하면 전기 분해 과정이 더 심해집니다. 저항막이 탄소막 또는 금속막인 경우 주로 전해 산화입니다. 저항막이 금속 산화막인 경우 주로 전해 환원입니다. 고저항 박막 저항기의 경우 전기분해의 영향으로 저항이 증가할 수 있으며 홈 나선의 측면을 따라 박막 손상이 발생할 수 있습니다. 핫 플래시 환경에서 DC 부하 테스트를 수행하면 저항기 기재 및 필름의 산화 또는 환원에 대한 내성과 보호층의 내습성을 종합적으로 평가할 수 있습니다.
(2), 가황
1년 동안 화학 공장에서 현장 기기 배치를 사용한 후 기기가 차례로 고장났습니다. 분석 결과, 미터에 사용된 후막 칩 저항기의 저항값이 더 커지고 심지어는 개방 회로가 되는 것으로 나타났습니다. 고장난 저항기를 현미경으로 관찰하면 저항기 전극의 가장자리에 흑색의 결정질 물질이 나타나는 것을 알 수 있다. 구성을 추가로 분석하면 검은색 물질이 황화은 결정임을 알 수 있습니다. 저항은 공기 중 유황에 의해 부식되는 것으로 나타났습니다.
(3) 가스 흡착 및 탈착
입계에 있는 막저항체의 저항막, 또는 도전성 입자와 바인더 부분은 항상 극소량의 기체를 흡착할 수 있다. 그들은 결정 입자 사이에 중간층을 형성하고 전도성 입자 사이의 접촉을 방해하여 분명히 저항에 영향을 미칩니다.
합성 필름 저항기는 상압에서 만들어집니다. 진공 또는 저압 작업 시 탈착된 부분이 가스에 부착되어 전도성 입자 간의 접촉을 개선하고 저항값을 감소시킵니다. 마찬가지로, 진공에서 만든 열분해성 탄소막 저항기가 정상적인 환경 조건에서 직접 작동할 때 기압 증가로 인해 일부 가스를 흡수하여 저항값을 증가시킵니다. 각인되지 않은 반제품을 상압에서 적절한 시간 동안 사전 설정하면 완성된 저항기의 저항 안정성이 향상됩니다.
온도와 기압은 가스 흡착 및 탈착에 영향을 미치는 주요 환경 요인입니다. 물리적 흡착의 경우 냉각은 평형 흡착 용량을 증가시킬 수 있지만 가열은 그 반대입니다. 저항기의 표면에서 기체의 흡착과 탈착이 일어나기 때문입니다. 따라서 필름 저항에 미치는 영향이 더 중요합니다. 저항 변화는 1%~2%에 도달할 수 있습니다.
(4) 산화
산화는 장기적 요인입니다(흡착과 다름). 산화 과정은 저항기의 표면에서 시작하여 점차 내부로 깊어집니다. 귀금속 및 합금 필름 저항기를 제외하고 다른 재료의 저항기는 모두 공기 중 산소의 영향을 받습니다. 산화의 결과는 저항의 증가입니다. 저항막이 얇을수록 산화 효과가 더 분명해집니다.
산화 방지를 위한 기본적인 조치는 밀봉(금속, 세라믹, 유리 및 기타 무기 재료)입니다. 유기물(플라스틱, 수지 등)로 코팅하거나 포팅하는 것은 보호층이 수분이나 공기를 투과하는 것을 완전히 방지할 수 없습니다. 산화를 지연시키거나 가스를 흡착할 수 있지만 유기 보호층과 관련된 몇 가지 새로운 아이디어도 가져올 것입니다. 노화 요인.
(5) 유기 보호층의 영향
유기 보호층을 형성하는 동안 축중합 휘발성 물질 또는 용매 증기가 방출됩니다. 열처리 과정에서 휘발성 물질의 일부가 저항으로 확산되어 저항이 상승합니다. 이 과정은 1~2년 동안 지속될 수 있지만 저항에 크게 영향을 미치는 시간은 약 2~8개월입니다. 완제품의 저항 안정성을 보장하기 위해 공장을 떠나기 전에 일정 기간 동안 제품을 창고에 두는 것이 더 적절합니다.
(6) 기계적 손상
저항의 신뢰성은 저항의 기계적 특성에 크게 좌우됩니다. 저항기 본체, 리드 캡 및 리드 와이어는 모두 충분한 기계적 강도를 가져야 합니다. 매트릭스의 결함, 리드 캡 손상 또는 리드 파손은 모두 저항기 고장으로 이어질 수 있습니다.