電子元器件失效原因和常見(jiàn)檢測(cè)方法
日期:2023-07-21 17:50:00 瀏覽量:895 標(biāo)簽: 電子產(chǎn)品檢測(cè) 失效分析
電子元件是指在工廠生產(chǎn)加工時(shí)不改變分子成分的成品,通常由多個(gè)零件組成。電子元器件的家族非常廣泛和龐大,包括復(fù)雜的電阻、繼電器、電容器、變壓器、電位器、電子管、散熱器、機(jī)電元件、電位器、連接器等。在電子電路中,人們最常接觸的電阻器、電容器、電感和變壓器類,因其重要性,本文將重點(diǎn)講解它們的失效原因和常見(jiàn)檢測(cè)方法。
1、電阻器類
電阻器顧名思義是可以在電路中起到限流的作用,其次電阻器還可以電流的熱效應(yīng)來(lái)發(fā)熱,在日常生活中一般直接稱為電阻,是一種耗能元件。我們常用到的燈泡,電熱絲等均可表示為電阻。
電阻在電子設(shè)備中使用的數(shù)量很大,由電阻器失效導(dǎo)致電子設(shè)備故障的比率比較高,據(jù)統(tǒng)計(jì)約占15% 。電阻器的失效模式和原因與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝特點(diǎn)、使用條件等有密切關(guān)系,電阻器失效有以下四類:
(1)引線斷裂、基體缺陷、膜層均勻性差、膜層刻槽缺陷、膜材料與引線端接觸不良、膜與基體污染等。
(2)電阻膜不均勻、電阻膜破裂、引線不牢、電阻膜分解、銀遷移、電阻膜氧化物還原、靜電荷作用、引線斷裂、電暈放電等。
(3)接觸不良、電流腐蝕、引線不牢、線材絕緣不好、焊點(diǎn)熔解等。
(4)接觸不良、焊接不良、接觸簧片破裂或引線脫落、雜質(zhì)污染、環(huán)氧膠不好、軸傾斜等。
(5)散熱不良,過(guò)分潮濕或制造時(shí)產(chǎn)生缺陷等原因造成的燒壞
(6)電路不正常,如短路、過(guò)載等原因所引起電阻燒壞。
(7)接觸壓力太小、簧片應(yīng)力松弛、滑動(dòng)接點(diǎn)偏離軌道或?qū)щ妼?、機(jī)械裝配不當(dāng),又或很大的機(jī)械負(fù)荷(如碰撞、跌落等)導(dǎo)致接觸簧片變形等。
(8)導(dǎo)電層或接觸軌道因氧化、污染,而在接觸處形成各種不導(dǎo)電的膜層。
2、電容器類
電容器,也稱作“電容量”是一種容納電荷的器件,屬于儲(chǔ)能元件。電容器的最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)可由兩個(gè)相互靠近的金屬板中間夾一層絕緣介質(zhì)組成,所以電容類型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。
電容器常見(jiàn)的故障現(xiàn)象主要有擊穿、開(kāi)路、電參數(shù)退化、電解液泄漏及機(jī)械損壞等,與材料的種類、結(jié)構(gòu)的差異、制造工藝及環(huán)境條件、工作應(yīng)力等諸因素等有密切關(guān)系。而導(dǎo)致這些故障的主要原因如下:
(1)擊穿。介質(zhì)中存在疵點(diǎn)、缺陷、雜質(zhì)或?qū)щ婋x子;介質(zhì)材料的老化;電介質(zhì)的電化學(xué)擊穿;在高濕度或低氣壓環(huán)境下極間邊緣飛??;在機(jī)械應(yīng)力作用下電介質(zhì)瞬時(shí)短路;金屬離子遷移形成導(dǎo)電溝道或邊緣飛弧放電;介質(zhì)材料內(nèi)部氣隙擊穿造成介質(zhì)電擊穿;介質(zhì)在制造過(guò)程中機(jī)械損傷;介質(zhì)材料分子結(jié)構(gòu)的改變以及外加電壓高于額定值等。
(2)開(kāi)路。擊穿引起電極和引線絕緣;電解電容器陽(yáng)極引出箔被腐蝕斷(或機(jī)械折斷);引出線與電極接觸點(diǎn)氧化層而造成低電平開(kāi)路;引出線與電極接觸不良或絕緣;電解電容器陽(yáng)極引出金屬箔因腐蝕而導(dǎo)致開(kāi)路;工作電解質(zhì)的干涸或凍結(jié);在機(jī)械應(yīng)力作用下電解質(zhì)和電介質(zhì)之間的瞬時(shí)開(kāi)路等。
(3)電參數(shù)退化。潮濕與電介質(zhì)老化與熱分解;電極材料的金屬離子遷移;殘余應(yīng)力存在和變化;表面污染;材料的金屬化電極的自愈效應(yīng);工作電解質(zhì)的揮發(fā)和變稠;電極的電解腐蝕或化學(xué)腐蝕;引線和電極接觸電阻增加;雜質(zhì)和有害離子的影響。
(4)電路中的溫度應(yīng)力促使表面氧化、加快老化的影響程度、加速電參數(shù)退化,又會(huì)促使電場(chǎng)強(qiáng)度下降,加速介質(zhì)擊穿的早日到來(lái)。
3、電感線圈類
電感線圈是利用電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行工作的器件,是一種儲(chǔ)能元件,能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能,并在磁場(chǎng)中儲(chǔ)存能量。
電感線圈燒壞的原因可以說(shuō)是非常的很多,我們可以從以下因素來(lái)考慮預(yù)防:
(1)漆包線的質(zhì)量問(wèn)題,廠家為了為了降低生產(chǎn)的成本,而使用了耐溫在130℃~150℃以下的漆包線。
(2)電感線圈吸力之間的反力配合問(wèn)題;電壓低時(shí),吸合將變得困難,電感線圈的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng),電感線圈承受起動(dòng)強(qiáng)電流的時(shí)間變長(zhǎng),更加使電感線圈發(fā)熱,同時(shí)使吸力更明顯欠缺,吸合更加困難,直至不能吸合。電感線圈高溫下工作,導(dǎo)致電阻增大,電流也將變得非常的大。
(3)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作電壓范圍不夠?qū)?,電壓一旦?0%~85%就有可能會(huì)出現(xiàn)熱態(tài)不能吸合情況,當(dāng)電壓高于120%時(shí),電感線圈就容易過(guò)熱。
(4)生產(chǎn)過(guò)程中控制不嚴(yán)或失控;在生產(chǎn)時(shí),電感線圈的繞組內(nèi)層部分浸漆不夠透,干燥得不徹底,容易引起繞組引線接頭的焊接不良、絕緣不完整導(dǎo)致匝間、層間短路,而失去絕緣性。
(5)電感線圈繞制工藝存在不足;在繞線機(jī)在生產(chǎn)的時(shí)候,繞線漲力不能太松,也不能太緊,否則將使漆包線拉長(zhǎng),造成局部的絕緣耐壓降低。
(6)在使用途中電感線圈的絕緣部分損壞或機(jī)械損傷,造成了電感線圈匝間短路或者是碰地,那么電感線圈中就產(chǎn)生很大的短路電流,使溫度激劇上升,并將熱量傳遞到鄰近線匝,最終將有可能會(huì)把整個(gè)線圈燒毀。
(7)人為原因部分;當(dāng)使用者對(duì)無(wú)電感線圈的使用不熟悉,經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)壓不正確;安裝工藝差,對(duì)電感線圈的檢查不仔細(xì),造成電感線圈混入了其他的雜質(zhì),運(yùn)行維護(hù)不到位,沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的使用技術(shù),多數(shù)電感線圈從安裝到燒毀的這段期間,重來(lái)未進(jìn)行過(guò)日常的常規(guī)維護(hù)與污垢處理,導(dǎo)致電感線圈的散熱條件變差而燒毀。
4、變壓器類
變壓器是運(yùn)用了電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和磁芯,一般來(lái)說(shuō)變壓器有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組。
現(xiàn)在的技術(shù)來(lái)說(shuō),視變壓器型號(hào)而定影響最大的因素有2個(gè):使用絕緣材質(zhì)和溫度。
(1)使用材質(zhì)
變壓器所使用的絕緣材質(zhì)必須符合耐高溫防水抗氧化,因?yàn)樽儔浩鏖L(zhǎng)年累月運(yùn)行在較惡劣的環(huán)境中,在電、熱、化學(xué)、電動(dòng)力的作用下,絕緣材料容易超過(guò)某一定極限以后逐漸失去原有的機(jī)械性能和絕緣性能而逐漸老化,所以可以說(shuō)變壓器的基礎(chǔ)壽命在一定意義上可以說(shuō)就是絕緣材料的耐高溫防水抗氧化所決定。
(2)溫度
?實(shí)踐和研究表明,變壓器的工作溫度與壽命的關(guān)系有一個(gè)8℃定則:變壓器在超過(guò)溫升限值的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行,每升高8℃,變壓器的使用壽命縮短一半。
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