貼片電阻器的失效分析

一、可靠性的基本概念

    所謂可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力?？煽啃钥梢杂每煽慷葋矶康孛枋?，它是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，用R表示。

    產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)喪失規(guī)定功能，即發(fā)生失效的概率稱為累積失效概率，用F表示。

          R+F=1

二、電阻器常見失效模式與機理

    電阻器的失效常見的有兩種模式。一種是突然失效；另一種是老化失效。引起這兩種失效的機理各不相同。

    突然失效通常由電阻器有缺陷而產(chǎn)生局部過熱，引出線（帽）與電阻器接觸不良；引線疲勞超過所能耐受的的極*；涂覆（或密封）不好，在潮濕的空氣中發(fā)生電解作用；功率型線繞電阻器的繞組松動，引起匝間短路，從而產(chǎn)生過熱等因素引起。

    老化失效的產(chǎn)生機理有：電阻體氧化、電解作用、涂層及電阻器受潮等。

三、電阻器失效與時間的典型關(guān)系

    試驗結(jié)果和大量統(tǒng)計表明，電阻器在正常條件下使用時，失效率λ(t) 與時間 t 的
典型關(guān)系滿足浴盆曲線，如右圖所示：

由圖可見，電阻器的失效率隨著時間的發(fā)展大致可以分為三個階段，即早期失效期、偶然失效期和耗損失效期，而電阻器的失效情況相應(yīng)地就有三種類別，即早期失效、偶然失效和耗損失效。

    早期失效出現(xiàn)在電阻器開始工作后的較早時期，其特點是失效率高，且失效率隨時間的增加迅速下降。造成早期失效的因素有：原材料有缺陷、工藝措施不當、衛(wèi)生條件不良、生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障、操作人員粗心大意和質(zhì)量檢驗不嚴格等。早期失效的例子很多，例如薄膜電阻器因膜層有缺陷或刻槽不整齊致使在負荷功耗時燒毀，基體

上有裂縫而發(fā)生開裂，引出線與引線帽焊接不良而發(fā)生掉引線等。脈沖老練、非線性測量，噪聲測量等都是篩選有內(nèi)在缺陷的薄膜型和合成型電阻器的有效手段。

    偶然失效出現(xiàn)在整個工作期間，其特點是失效率低，且近似為常數(shù)。偶然失效是由偶然因素造成的，因而失效的發(fā)生往往帶有隨機性，可看作是在某一時刻，電阻器內(nèi)積累的“應(yīng)力”超過了本身所能耐受的強度所造成的。這里的“應(yīng)力”泛指溫度、電壓、電流、機械力等各種因素。由于偶然因素的失效率低，它只是在早期失效基本完成以后耗損失效之前，成為失效的主要原因。此階段是電阻器優(yōu)秀的工作階段。

    耗損失效出現(xiàn)在產(chǎn)品使用的后期，其特點是失效率隨時間的增加而上升。耗損失效主要是由于電阻器的長期磨損或老化造成的。