细叙各类电子元器件的失效模式与机理

电容器的常见失效模式和失效机理

电容器的常见失效模式和失效机理电容器的常见失效模式有――击穿短路；致命失效――开路；致命失效――电参数变化（包括电容量超差、损耗角正切值增大、绝缘性能下降或漏电流上升等；部分功能失效――漏液；部分功能失效――引线腐蚀或断裂；致命失效――绝缘子破裂；致命失效――绝缘子表面飞弧；部分功能失效引起电容器失效的原因是多种多样的。

各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同，失效机理也各不一样。

各种常见失效模式的主要产生机理归纳如下。

3.1失效模式的失效机理①电介质材料有疵点或缺陷，或含有导电杂质或导电粒子；②电介质的电老化与热老化；③电介质内部的电化学反应；④银离子迁移；⑤电介质在电容器制造过程中受到机械损伤；⑥电介质分子结构改变；⑦在高湿度或低气压环境中极间飞弧；⑧在机械应力作用下电介质瞬时短路。

①引线部位发生“自愈“，使电极与引出线绝缘；②引出线与电极接触表面氧化，造成低电平开路；③引出线与电极接触不良；④电解电容器阳极引出箔腐蚀断裂；⑤液体电解质干涸或冻结；⑥机械应力作用下电介质瞬时开路。

①受潮或表面污染；②银离子迁移；③自愈效应；④电介质电老化与热老化；⑤工作电解液挥发和变稠；⑥电极腐蚀；⑦湿式电解电容器中电介质腐蚀；⑧杂质与有害离子的作用；⑨引出线和电极的接触电阻增大。

①电场作用下浸渍料分解放气使壳内气压上升；②电容器金属外壳与密封盖焊接不佳；③绝缘子与外壳或引线焊接不佳；④半密封电容器机械密封不良；⑤半密封电容器引线表面不够光洁；⑥工作电解液腐蚀焊点。

①高温度环境中电场作用下产生电化学腐蚀②电解液沿引线渗漏，使引线遭受化学腐蚀；③引线在电容器制造过程中受到机械损伤；④引线的机械强度不够。

电子元器件的失效机理和失效模式分析

电子元器件的失效机理和失效模式分析摘要：电子元器件在运行过程中，经常由于失效与故障的发生影响到电子设备的正常运转。

元器件不仅是电子设备最为基础的组成结构，而且也是提高系统性能的主要载体。

一般来说，电子设备中的许多问题都是由电子元件的问题引起的。

为了确保电子设备可以正常工作，我们必须对常见设备中电子元器件的失效机理与常见故障情况有一个清晰的认知。

关键词：电子元器件；失效；机理；缺陷；故障1.电子元器件的失效机理一般来说，设计方案存在破绽，制作工艺不完善，使用方法不当，以及环境方面存在问题都会导致电子元器件出现故障。

我们将通过以下几个方面来分析探索电子元器件发生故障的缘由。

（一）电阻器的失效原理电阻作为电子设备的加热元件，是电子设备中使用时间最长的设备。

在电子设备的使用过程中，因电阻器故障造成电子设备发生故障的缘由占总数的15%。

电阻器的失效机理，对电子设备的结构和工艺特性有着决定性的意义。

当电阻出现问题后，人们通常不会将其修复，而是会思考：我们为什么不用一条新的电阻线代替呢？当电阻丝烧毁时，在某些情况下，烧毁的区域可以重新焊接，然后使用。

电阻劣化大多是由于其散热性差、湿度过大或制造存在漏洞等缘由引起的，而烧坏则是由于电路异常引起的，如短路、过载等缘由。

常见的电阻烧坏情形有两种：一种是电流过载和电阻高温引发的电阻烧坏，此时很轻易便可以发觉电阻表面出现损伤。

另一种则是瞬时高压加到电阻上引起的电阻开路或电阻值增大，一般情况下，此时电阻的表面变化不明显，这种故障电阻在高压电路中经常出现[1]。

电阻失效通常是因为致命故障和漂移参数故障。

结合电子设备的实际使用情况我们发现，由前者原因引发电阻器故障的占比可高达90%，包含了短路，机械损伤，接触损坏等等情形，而一般只有10%的电阻故障是由漂移参数故障引起的。

另外接触不良非常容易引起故障，而出现接触不良的情形主要是因为：（1）接触压力太大导致弹簧片松弛，接触点偏离轨道。

光电子元器件的失效模式和失效机理

光电子元器件的失效模式和失效机理光电子元器件的失效模式和失效机理朱炜容1.1 光电子器件的分类在光电子技术中，光电子元器件包括光源器件以及光探测器件。

其中光源器件主要有发光二极管和激光器。

光探测器件主要是光电二极管。

作为电气元件，光纤和光缆也是光电子技术中不可缺少的组成元件。

1.2 激光器的失效模式及失效机理随着工作时间的增加，半导体激光器的工作性能将会劣化，发射功率和效率下降，有时还会发生突然失效的灾变性损坏。

造成半导体激光器退化的原因除了其本身的因素外，还有使用温度、工作条件等环境因素。

一、暗线缺陷暗线缺陷是激光器工作时形成的缺陷网络，这些缺陷最终会导致发射功率的下降。

暗线缺陷的形成除了材料、工艺过程中会引入外，其形成过程与温度有很大的关系，它所引起的退化速率强烈地依赖于温度。

二、腔面损伤退化腔面的损伤退化一般有灾变性退化和化学腐蚀损伤退化。

在高功率密度激光的作用下，由于局部过热、氧化、腐蚀、介质膜的针孔和杂质等因素使腔面遭受损伤，从而使局部电流密度增加，局部大量发热，在热电正反馈的作用下，最终腔面局部熔融，导致灾难性的损伤，器件完全失效。

腔面的化学腐蚀是由于光化学作用使腔面表面发生氧化，并形成局部缺陷，导致腔面局部发热，使激光器性能退化甚至失效。

三、电极退化高功率半导体激光器的欧姆接触退化和热阻退化与其他电子器件的电极退化相似。

电极金属和半导体材料间存在互扩散，在烧结的部位，孔洞和晶须的生长现象是常见的退化模式。

另外，热应力导致的电极损伤也很常见。

由于电极远离器件的有源区，电极退化对器件特性的影响一般在老化或工作一定时间后再表现出来。

半导体激光器的工作性能对温度非常敏感，温度升高将加速暗线缺陷的生长，腔面氧化等失效机理，严重影响激光器的寿命。

激光器的转换效率不高，自身的功耗很大，因此降低热阻是提高激光器寿命和可靠性的主要方法之一。

芯片电极烧结质量的好坏不但影响了热阻的大小，而且还关系到电极的电阻，因为激光器在正常工作时，其一般工作电流为几十甚至上百安培，即使是很小的电极电阻，也将产生很大的热功耗，减小电极电阻可以减小激光器本身的热功耗。

电子元器件失效分析

电子元器件失效分析一般的仪器都会一点点的误测率，但既然有五道测试，基本可以消退这种误测，否则就说明你的仪器实在太烂啦！然后就是自动选择机的问题，有没有误动作的可能性，最好找一个比较大的不良品样本，对机器进行测试。

假如上面两项都没有问题，那说明运输和贮存可能初相了问题，当然半导体器件受环境因素的影响是比较小的。

最终就有可能是客户和你们的仪器有肯定差距，从而造成这种状况。

当然还有一种状况，就是本身半导体器件质量有问题，漏电测试是反向加电压，可能就是在测试的过程中器件被击穿的。

目的对电子元器件的失效分析技术进行讨论并加以总结。

方法通过对电信器类、电阻器类等电子元器件的失效缘由、失效机理等故障现象进行分析。

结论电子元器件的质量与牢靠性保证体系一个重要组成部分是失效分析，对电子元器件进行失效分析，才能准时了解电子元器件的问题所在，才能为设备及系统的正常工作带来牢靠保障。

进入21世纪后，电子信息技术成为最重要的技术，电子元器件则是电子信息技术进展的前提。

为了促进电子信息技术的进一步进展，就要提高电子元器件的牢靠性，所以就必需了解电子元器件失效的机理、模式以及分析技术等。

1.失效的含义失效是指电子元器件消失的故障。

各种电子系统或者电子电路的重要组成部分一般是不同类型的元器件，当它需要的元器件较多时，则标志其设备的简单程度就较高；反之，则低。

一般还会把电路故障定义为：电路系统规定功能的丢失。

2.失效的分类依据不同的标准，对失效的分类一般主要有以下几种归类法。

以失效缘由为标准：主要分为本质失效、误用失效、偶然失效、自然失效等。

以失效程度为标准：主要分为部分失效、完全失效。

以失效模式为标准：主要分为无功能、短路、开路等。

以失效后果的严峻程度为标准：主要分为轻度失效、严峻失效以及致命失效。

除上述外，还有多种分类标准，如以失效场合、失效外部表现为标准等，不在这里一一赘述。

3.失效的机理电子元器件失效的机理也有不同分类，通常以其导致缘由作为分类依据，主要可分为下面几种失效机理。

电力电子器件失效机理与可靠性

电力电子器件失效机理与可靠性
电力电子器件是指用来实现功率电子转换的一类电子器件，包括：二极管、晶闸管、场效应管、继电器、开关电容器等。

它们在电力电子设备中起着重要的作用。

由于工作环境的恶劣以及长时间高负载运行，电力电子器件容易发生失效，从而影响设备的性能和可靠性。

1. 热失效：电力电子器件在工作过程中会产生大量热量，高温会导致材料的膨胀和热应力的积累，从而导致器件失效。

热电失效是由于温度过高引起的。

2. 电压失效：电力电子器件在工作过程中会受到高电压的作用。

当电压过高时，电力电子器件内部的绝缘材料或器件结构容易破裂，从而导致失效。

5. 力学应力失效：工作环境的振动和冲击等力学应力也会导致电力电子器件失效。

焊接点和铜排的松动会导致器件内部的电流集中，从而烧毁焊点和铜排。

为提高电力电子器件的可靠性，在设计和制造过程中需要采取一系列措施：
1. 优化器件结构和材料选择：选择适合工作环境的材料，提高器件的耐热、耐压能力，降低器件的热导率等。

2. 设计合理的散热系统：通过散热系统将器件产生的热量及时散发出去，降低器件的工作温度，减少热失效的发生。

3. 合理控制电流和电压：设备的电流和电压应在器件的额定范围内，避免超过器件的耐受能力，降低电流和电压失效的发生。

4. 加强绝缘和防护：器件内部的绝缘材料和结构设计要合理，以提高器件的防护能力，降低电气击穿的发生。

5. 加强产品质量控制：在制造过程中严格控制各个环节的质量，确保器件的一致性和可靠性。

电力电子器件的失效机理与可靠性是一个复杂的问题，需要在设计和制造中综合考虑多个因素，并且在使用过程中加强维护和监测，以提高其可靠性和使用寿命。

常见的电子元器件失效机理与分析

常见的电子元器件失效机理与分析电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。

对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。

硬件工程师调试爆炸现场所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。

下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。

电阻器失效失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。

失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。

电阻器的失效模式与机理▶开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。

▶阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。

▶引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。

▶短路：银的迁移，电晕放电。

失效模式占失效总比例表▶线绕电阻：▶非线绕电阻：失效模式机理分析电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。

▶导电材料的结构变化：薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。

按热力学观点，无定型结构均有结晶化趋势。

在工作条件或环境条件下，导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化，也即导电材料内部结构趋于致密化，能常会引起电阻值的下降。

结晶化速度随温度升高而加快。

电阻线或电阻膜在制备过程中都会承受机械应力，使其内部结构发生畸变，线径愈小或膜层愈薄，应力影响愈显著。

一般可采用热处理方法消除内应力，残余内应力则可能在长时间使用过程中逐步消除，电阻器的阻值则可能因此发生变化。

结晶化过程和内应力清除过程均随时间推移而减缓，但不可能在电阻器使用期间终止。

可以认为在电阻器工作期内这两个过程以近似恒定的速度进行。

与它们有关的阻值变化约占原阻值的千分之几。

电负荷高温老化：任何情况，电负荷均会加速电阻器老化进程，并且电负荷对加速电阻器老化的作用比升高温度的加速老化后果更显著，原因是电阻体与引线帽接触部分的温升超过了电阻体的平均温升。

常见电子元器件失效机理与故障分析电子元器件

常见电子元器件失效机理与故障分析 - 电子元器件电子元器件在使用过程中，经常会消灭失效和故障，从而影响设备的正常工作。

文本分析了常见元器件的失效缘由和常见故障。

电子设备中绝大部分故障最终都是由于电子元器件故障引起的。

假如生疏了元器件的故障类型，有时通过直觉就可快速的找出故障元件，有时只要通过简洁的电阻、电压测量即可找出故障。

1、电阻器类电阻器类元件包括电阻元件和可变电阻元件，固定电阻通常称为电阻，可变电阻通常称为电位器。

电阻器类元件在电子设备中使用的数量很大，并且是一种消耗功率的元件，由电阻器失效导致电子设备故障的比率比较高，据统计约占15% 。

电阻器的失效模式和缘由与产品的结构、工艺特点、使用条件等有亲密关系。

电阻器失效可分为两大类，即致命失效和参数漂移失效。

现场使用统计表明，电阻器失效的85%~90% 属于致命失效，如断路、机械损伤、接触损坏、短路、绝缘、击穿等，只有1 0 % 左右的是由阻值漂移导致失效。

电阻器电位器失效机理视类型不同而不同。

非线形电阻器和电位器主要失效模式为开路、阻值漂移、引线机械损伤和接触损坏；线绕电阻器和电位器主要失效模式为开路、引线机械损伤和接触损坏。

主要有以下四类：（1 ）碳膜电阻器。

引线断裂、基体缺陷、膜层均匀性差、膜层刻槽缺陷、膜材料与引线端接触不良、膜与基体污染等。

（ 2 ）金属膜电阻器。

电阻膜不均匀、电阻膜裂开、引线不牢、电阻膜分解、银迁移、电阻膜氧化物还原、静电荷作用、引线断裂、电晕放电等。

（3 ）线绕电阻器。

接触不良、电流腐蚀、引线不牢、线材绝缘不好、焊点熔解等。

（4 ）可变电阻器。

接触不良、焊接不良、接触簧片裂开或引线脱落、杂质污染、环氧胶不好、轴倾斜等。

电阻简洁产生变质和开路故障。

电阻变质后往往是阻值变大的漂移。

电阻一般不进行修理，而直接更换新电阻。

线绕电阻当电阻丝烧断时，某些状况下可将烧断处理重新焊接后使用。

电阻变质多是由于散热不良，过分潮湿或制造时产生缺陷等缘由造成的，而烧坏则是因电路不正常，如短路、过载等缘由所引起。

各类元器件失效机理分析总结

各类元器件失效机理分析总结电子元器件在使用过程中，常常会出现失效和故障，从而影响设备的正常工作。

为了保证设备或系统能可靠的工作，对于电子元器件的可靠性要求就非常高。

可靠性指标已经成为元器件的重要质量指标之一。

了解了元器件的失效模式和失效机理，对于诊断设备故障和保持设备的可靠性是十分重要的，下文简单介绍各种元器件的失效机理。

1、电阻器常见的非绕线电阻器按照电阻体所用的材料不同可以分为四种类型即合金型、薄膜型、厚膜型和合成型。

对于固定电阻器，其主要失效模式有开路、电参数漂移等；而对于电位器，其主要失效模式有开路、电参数漂移、噪声增大等。

使用环境也将导致电阻器老化，对于电子pcba的寿命具有很大影响。

1）氧化：电阻器电阻体的氧化将使电阻值增大，是造成电阻器老化的最主要因素。

除了贵金属及合金制成的电阻体外，其他材料都会受到空气中氧的破坏。

氧化作用是长期作用的，当其他因素的影响逐渐减弱后，氧化作用将成为主要因素，高温高湿环境会加速电阻器的氧化。

对于精密电阻器和高阻值电阻器，防止氧化的根本措施是密封保护。

小编建议密封材料应采用无机材料，如金属、陶瓷、玻璃等。

有机保护层不能完全防止透湿和透气，对氧化和吸附作用只能起到延缓作用。

2）黏结剂的老化：对于有机合成型电阻器，有机黏结剂的老化是影响电阻器稳定性的主要因素，有机黏结剂主要是合成树脂，PCBA加工企业在电阻器的制造过程中，合成树脂经热处理转变为高聚合度的热固性聚合物。

引起聚合物老化的主要因素是氧化。

氧化生成的游离基引起聚合物分子键的铰链，从而使聚合物进一步固化、变脆，进而丧失弹性和发生机械破坏。

黏结剂的固化使电阻器体积收缩，导电颗粒之间的接触压力增大，接触电阻变小，使电阻值减小，但黏结剂的机械破坏也会使电阻值增大。

通常黏结剂的固化发生在前，机械破坏发生在后，所以有机合成型电阻器的电阻值呈现出以下规律：在开始阶段有些下降，然后转为增大，且有不断增大的趋势。

由于聚合物的老化与温度、光照密切相关，所以在高温环境和强烈光线照射下，合成电阻器会加速老化。

失效模式

电子元器件主要失效模式和机理介绍本报编辑：韩双露时间: 2009-5-22 17:16:45 来源: 电子制造商情中国赛宝实验室分析中心陈媛摘要：电子元器件的种类繁多，相应的失效模式和机理也很多，本文归纳和总结电子元器件的失效模式、分析和验证电子元器件的失效机理。

针对失效模式和失效机理采取有效措施，是不断提高电子元器件可靠性水平的过程。

关键词：电子元器件、可靠性、失效模式、失效机理引言电子元器件的失效主要是在产品的制造、试验、运输、存储和使用等过程中发生的，与原材料、设计、制造、使用密切相关。

电子元器件的种类很多，相应的失效模式和机理也很多。

失效模式是指失效的外在直观失效表现形式和过程规律，通常指测试或观察到的失效现象、失效形式，如开路、短路、参数漂移、功能失效等。

失效机理是指失效的物理、化学变化过程，微观过程可以追溯到原子、分子尺度和结构的变化，但与此相对的是它迟早也要表现出的一系列宏观（外在的）性能、性质变化，如疲劳、腐蚀和过应力等。

从现场失效和试验失效中去收集尽可能多的信息(包括失效形态、失效表现现象及失效结果等)进行归纳和总结电子元器件的失效模式，分析和验证失效机理，并针对失效模式和失效机理采取有效措施，是不断提高电子元器件可靠性水平的过程。

1 集成电路失效模式和机理介绍集成电路的主要失效模式有功能失效、参数漂移、短路、开路等。

集成电路失效模式统计分布见图1。

图1 集成电路失效模式分布集成电路的主要失效机理有：1）过电应力（EOS）：是指元器件承受的电流、电压应力或功率超过其允许的最大范围。

2）静电损伤(ESD)：微电子器件在加工生产、组装、贮存以及运输过程中，可能与带静电的容器、测试设备及操作人员相接触，所带静电经过器件引脚放电到地，使器件受到损伤或失效3）闩锁效应（latch-up）：集成电路由于过电应力触发内部寄生晶体管结构而呈现的一种低阻状态，这种低阻状态在触发条件去除或终止后仍会存在。

电子元器件失效机理研究及其优化设计

电子元器件失效机理研究及其优化设计电子元器件是现代电子技术的基石，它们的性能和可靠性直接影响电子系统的整体性能和使用寿命。

然而，由于环境因素、加工工艺、材料质量等原因，电子元器件往往出现失效现象，这不仅会带来经济损失，更会对人们的生命财产安全带来危害。

因此，研究电子元器件失效机理及优化设计至关重要。

一、电子元器件失效机理1. 内部因素电子元器件的失效主要源自于元器件内部的激发、劣化和热失效等因素。

其中，激发是指元器件内部电子和电荷受到外界电场、辐射、电磁波等因素的激励，从而产生电荷运动，引起电子注入效应、触发放电等失效现象。

劣化是指元器件的物理、化学和金属腐蚀等因素下，材料性能发生明显变化，从而影响元器件的电气性能。

热失效是指元器件因工作时自身功率耗散而产生的热效应，以及由于环境温度、湿度等因素造成的热应力，导致元器件结构断裂、焊点脱落、晶体管漏电等失效现象。

2. 外部因素除了元器件内部的因素，外部因素也是导致元器件失效的重要原因。

外部因素主要包括电磁干扰、机械冲击、温度变化、湿度变化、化学气氛等因素。

其中，电磁干扰是指元器件在电磁场作用下，由于感应电压或电流过大，导致器件损坏或失效；机械冲击是指元器件在运输、安装或使用过程中遭受外部机械力量的冲击作用，容易导致器件焊点断裂、引线脱落等失效现象。

温度变化和湿度变化也是造成元器件失效的重要因素，高温会导致元器件硬化、老化，低温则会使器件变脆，易引起破裂；潮湿的环境会加速元器件氧化腐蚀和材料劣化。

二、电子元器件失效优化设计要优化电子元器件的可靠性和使用寿命，需要从设计和加工工艺两个方面入手。

1. 设计方面设计电子元器件时需要考虑性能、可靠性和安全性三个方面。

通常可以采用以下方法：(1)优化结构设计，选择好的材料和工艺；(2)强化元器件的抗干扰能力，增加避雷、静电保护等器件；(3)控制元器件的工作条件，使其在额定的电压、电流、温度和湿度下工作；(4)合理配置元器件的布局和接线，减少电磁干扰和机械冲击；(5)加强元器件的质量检测和质量监控环节，在生产工艺上进行规范化的管理，确保元器件的质量。

对电子元器件的失效机理分析

２０，１冯继灵
（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州，５１０６６３）
摘要：本文对电子元器件失效机理进行分析和探讨，旨在为元器件以及设备的检修提供理论支持。关键词：电子元器件；失效；机理
漏电、丫辐射损伤、表面击穿等。第四，金属化系统劣化机理，指导致电容器失效的主要原因有以下几个方面：第一，针对击穿故的是铝电迁移、铝腐蚀、铝化伤、铝缺口等。第五，封装劣化机理，障，主要是由于在电容击穿介质中存在一些缺陷、杂质或者导电在电子元器件封装过程中由于质量不到位，导致元器件的管腿腐离子，从而导致击穿故障出现，同时介质材料老化、介质在制造过
ＦａｉｌＵｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
Ｆｅｎｇｊｉ１ｉｎｇ
（ＧｕａｎｇｚｈｏｕＨａｉｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＧｒｏｕｐＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ，５１０６６３）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉＳｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｉＳｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ：Ｆａｉｌｕｒｅ：ｍｅｃｈａｎｉｓｍ

电容失效模式和失效机理

电容失效模式和失效机理
电容器是一种常见的电子元件，它们在电子设备中起着储存电荷和滤波的重要作用。

然而，电容器也会出现失效，主要有以下几种模式和机理：
1. 电容漏电流增加，电容器在使用过程中，由于介质老化或者制造过程中的缺陷，会导致电容器的绝缘性能下降，从而使得电容器的漏电流增加。

这种失效模式会导致电路中的电流泄露，影响整个电路的性能。

2. 电容器内部短路，电容器内部的金属层或电介质层可能会出现短路现象，导致电容器无法正常工作。

这种失效模式会导致电路中的电压异常，甚至损坏其他元件。

3. 电容器老化，随着使用时间的增加，电容器的性能会逐渐下降，如电容值减小、损耗角正切值增大等，最终导致电容器失效。

这种失效模式是由于电容器内部材料的老化和疲劳造成的。

4. 电容器机械损坏，在运输、安装或使用过程中，电容器可能会受到机械振动或冲击，导致内部连接不良或元件损坏，从而引起
电容器失效。

总的来说，电容器的失效主要是由于材料老化、制造缺陷、外部环境等因素引起的。

为了延长电容器的使用寿命，可以采取合适的工作条件、定期检测和维护等措施，以确保电容器的可靠性和稳定性。

元件失效分析

元器件的失效分析李碧忠在我们维修主板过程中，常会遇见一个小小的元器件，如一个电阻，一个电容，一个三极管，二极管或一个集成电路器件都可能造成计算机失效无法正常工作。

可见一个小小的元器件失效会带来严重的后果。

虽然写这篇内容对维修方面没很大关系，但是我们的工作都是接触到电子元器件，希望它能够带给我们对元器件失效的一点点了解和认识。

下面就谈谈元器件的失效分析。

元器件的失效，包括元器件的失效特征和失效机理分析，以及元器件的可能性筛选几个方面。

一、元器件的失效特征元器件的失效特征，主要包括失效规律，失效形式。

1、元器件的失效规律电子元器件的失效规律，明显地表现为下图所示的曲线特征，这曲线叫做“浴盘曲线”它分为三个部分I、早期失效期。

II、稳定工作。

III、衰老期。

早期失效期，多发生在元器件制造和计算机刚安装运行的几个月内，一般为几百小时。

元器件早期失效的原因有：（1）元器件本身的缺陷，如硅裂、漏气、焊接不良；（2）环境条件的变化，加速了元器件、组件失效；（3）工艺问题，如焊接不牢，筛选不严等因素。

克服早期失效的办法应从以上几个方面来预防，并且应经过老练期后再投入使用。

稳定工作期也叫正常寿命期。

元件在这一期间突然失效较少，而暂时性故障较多。

这时，应力引起失效是暂时故障的主要原因。

当元器件工作中瞬时应超过了元件的强度，便产生暂时性故障，使机器不能正常使用。

衰老期也叫耗损期，元件到了这一时期，失效率大大增加，可靠性急剧下降，接近报废。

形成这一阶段的主要原因是机械磨损或或元件物理变化。

二、器件的失效形式元器件的失效可分为以下几种形式：突然失效，退化失效、局部失效和全部失效。

（1）突然失效，也叫“灾难性失效”，这是元件参数急剧变化而造成的，这一失效形式通常表现为短路或开路状态。

元器件因压焊不牢造成开路，或因灰尘微粒使器件管脚短路，电容器因电解质击穿造成短路等，就是这种失效的例子：（2）退化失效，也叫“衰变失效”或“漂移失效”。

元器件的失效物理模型

元器件的失效物理模型一、引言元器件作为电子设备的重要组成部分，其正常运行对于整个系统的稳定性和可靠性至关重要。

然而，由于各种原因，元器件可能会发生失效，导致设备无法正常工作。

本文将从物理角度探讨元器件失效的原因和模型。

二、热失效模型热失效是元器件失效的常见原因之一。

当元器件长时间处于高温环境下工作时，其内部元件可能会受到热应力的影响，导致元器件性能下降甚至失效。

这种热失效主要是由于材料的热膨胀系数不同以及热扩散不均匀引起的。

三、机械失效模型机械失效是元器件失效的另一个常见原因。

当元器件受到机械应力的作用时，其内部的结构可能会发生变形或破裂，导致性能下降或完全失效。

机械失效主要包括应力过大、疲劳破裂、震动引起的断裂等。

四、电磁失效模型电磁失效是元器件失效的重要原因之一。

当元器件长时间受到电磁场的作用时，其内部的电子结构可能会发生改变，导致性能下降或失效。

电磁失效主要包括电磁辐射引起的电磁干扰、电磁感应引起的故障等。

五、化学失效模型化学失效是元器件失效的特殊原因之一。

当元器件受到化学物质的腐蚀或污染时，其内部的材料可能会发生化学反应或变化，导致性能下降或失效。

化学失效主要包括氧化、腐蚀、污染等。

六、结论元器件的失效物理模型主要包括热失效、机械失效、电磁失效和化学失效。

这些模型揭示了元器件失效的原因和机制，为我们预防和解决元器件失效问题提供了理论基础。

通过深入研究和理解这些模型，我们可以提高元器件的可靠性和稳定性，保证电子设备的正常运行。

通过以上的描述，我们可以清晰地了解到元器件失效的物理模型，从而更好地理解元器件失效的原因和机制，为预防和解决元器件失效问题提供理论支持。

因此，只有深入研究和理解这些模型，并采取相应的措施，我们才能提高元器件的可靠性和稳定性，保证电子设备的正常运行。

失效模式和失效机理

失效模式和失效机理
失效模式是指设备或机器发生故障的方式，这是导致失效的基本材料行为。

典型的失效模式包括过早的操作、未能在规定的时间内操作、未按规定时间停止等。

失效机理则是指导致失效的具体原因或过程，例如电子元器件的主要失效模式包括开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。

失效分析技术及经典案例中提到，失效机理要求在产品的设计初期就开展此项工作，评估每一种失效机理的风险、失效模式和采取的纠正措施。

电子元器件失效模式总结

元器件的失效模式总结Beverly Chen2016-2-4一、失效分析的意义失效分析（Failure Analysis）的意义在于通过对已失效器件进行事后检查，确定失效模式，找出失效机理，确定失效的原因或相互关系，在产品设计或生产工艺等方面进行纠正以消除失效的再次发生。

一般的失效原因如下：二、失效分析的步骤失效分析的步骤要遵循先无损，后有损的方法来一步步验证。

比如先进行外观检查，再进行相关仪器的内部探查，然后再进行电气测试，最后才可以进行破坏性拆解分析。

这样可以避免破坏性的拆解破坏证据。

拿到失效样品，首先从外观检查开始。

1. 外观检查：收到失效样品后，首先拍照，记录器件表面Marking信息，观察器件颜色外观等有何异常。

2.根据器件类型开始分析：2.1贴片电阻，电流采样电阻A: 外观检查，顶面覆盖保护层有针状圆形鼓起或黑色击穿孔->内部电阻层烧坏可能->万用表测量阻值：测得开路或者阻抗偏大->内部电阻层烧毁可能->可能原因：过电压或过电流烧毁—>检查改电阻的稳态功率/电压或者瞬时功率/电压是否已超出spec要求。

Coating 鼓起并开裂黑色击穿点●可失效样品寄给供应商做开盖分析，查看供应商失效报告：如发现烧毁位置位于激光切割线下端，可确定是过电压导致失效。

需要考虑调整应用电路，降低电压应力，或者换成能承受更大应力的电阻。

激光切割线去除coating保护层后，可以看到烧毁位置位于激光切割线旁边，该位置电应力最集中。

B: 外观检查，顶面底面均无异常->万用表测量阻值：测得开路或者阻抗偏大->内部电阻层烧毁或者电极因硫化断开或阻抗增大->检查改电阻的稳态功率或者瞬时功率是否已超出spec要求，如有可能是过电压或过功率烧毁；应力分析在范围内，考虑硫化->失效样品寄给供应商分析。

查看供应商失效报告：●如发现烧毁位置位于激光切割线下端，可确定是过电压导致失效。

电子器件失效机制分析与预防方法

电子器件失效机制分析与预防方法电子器件是现代科技发展中不可或缺的部分，它们广泛应用于各行各业，包括通信、计算机、汽车、医疗设备等领域。

然而，由于各种原因，这些电子器件有时会出现失效现象，影响设备的正常运行。

因此，深入了解电子器件的失效机制，并采取相应的预防方法，对于确保设备的可靠性和稳定性具有重要意义。

电子器件失效的机制主要包括以下几个方面：热失效、机械失效、化学失效和电场失效。

首先，热失效是电子器件失效中较为常见的一种情况。

热失效通常发生在电子器件长时间高温工作或热冲击的环境中。

高温会加速材料的老化和退化过程，导致电子器件的性能下降甚至完全失效。

因此，合理控制设备的工作温度，采用散热措施，如散热片、散热器，以及使用具有高热稳定性的材料，是预防热失效的重要方法之一。

其次，机械失效也是电子器件失效的常见原因之一。

机械失效通常发生在设备在振动、冲击或受力过程中，导致电子器件的焊点松动、线路断裂等情况。

为了减轻机械失效的发生，我们可以通过增加结构强度、改善焊接质量、合理选择材料等方法来增强电子器件的机械稳定性，同时结构设计符合机械力学原理，确保电子器件在实际运行过程中不会受到过大的机械应力。

化学失效指的是电子器件在恶劣的化学环境中失效。

一些腐蚀性气体、酸碱液体或盐水等都可能对电子器件造成腐蚀或损坏。

为了避免化学失效，我们可以采取封装技术，如气密封或封装涂层，保护电子器件免受外部环境的侵害。

此外，选择具有良好化学稳定性的材料，如不锈钢、陶瓷等，也可以有效预防化学失效。

最后，电场失效是电子器件失效中的一种常见现象。

电场失效通常发生在高压、高电场强度的环境中，导致电子器件的电绝缘性能下降甚至失效。

为了预防电场失效，我们需要采取一些措施，如增加电介质层的厚度、改善电介质材料的质量等。

此外，合理设计电路，减少电场集中的现象，也是预防电场失效的有效方法之一。

综上所述，电子器件的失效机制有热失效、机械失效、化学失效和电场失效等。

电子设备故障诊断之电子元器故障机理分析

电子设备故障诊断之电子元器故障机理分析电子设备故障诊断之电子元器故障机理分析电子元器件失效机理分析：习惯上把元器件故障称为失效，了解元器件的失效模式和失效机理以及设备的故障机理，对诊断设备故障，保持设备固有的可靠性是十分必要的。

对电子设备来说，元器件种类很多，常见的有：电阻器、电容器、接插件、焊接件、线圈、集成块、变压器等。

1．电阻路失效机理电阻在电子设备中使用的数量很大，而且是一种发热元器件，电子设备故障中由电阻器失效导致的占有一定的比例。

其失效原因与产品的结构、工艺特点、使用条件有密切关系。

电阻器失效可以分为两大类，即致命失效和多数漂移失效。

从现场使用统计来看，电阻器失效的大多数情况是致命失效，常见的有：断路、机械损伤、接触损坏、短路、击穿等：只有少数为阻值漂移失效。

电阻器按其构造形式分为：线绕电阻器和非线绕电阻器固定电阻器和可变电阻器(电位器)。

从使用的统计结果看的。

按其阻值是否可调分为：它们的失效机理是不同①非线绕固定电阻器：引线断裂、脂层不均匀、膜材料与引线端接触不良、体缺陷等，如碳膜电阻器；电阻膜不均匀、电阻膜破裂、基体破裂、电阻膜分解、电荷作用等，如金属膜电阻器。

②线绕电阻器：接触不良、电流腐蚀、引线不牢、焊点熔解等。

②可变电阻器：接触不良、焊接不良、引线脱落、杂质污染、环氧胶质量较差等。

2．电容器失效机理电容器失效模式常见的有：击穿、开路、参数退化、电解液泄漏和机械损伤等。

导致这些失效的主要原因有以下几方面。

1)击穿①介质中存在疵点、缺陷、杂质等；②介质材料的老化：②金属离子迁移形成导电沟道或边缘飞弧放电④介质材料内部气隙击穿或介质电击穿；②介质的机械损伤；⑥介质材料分子结构的改变。

2)开路①引线与电极接触点氧化而造成低电乎开路；②引线与电极接触不良或绝缘；②电解电容器阳级引出金属因腐蚀而导致开路，④工作电解质的干枯或冻结；③在机械应力作用下工作电解质和电介质之间的短时开路。

3)电参数退化①潮湿或电介质老化与热分解⑨电极材料的金届离子迁移，②表面污染；④电极的电解腐蚀或化学腐蚀；⑥杂质或有害离子的影响；⑧材料的金属化电极的自愈效应等。