Í þessari grein eru bilunarhamir og bilunaraðferðir rafeindaíhluta rannsakaðar og viðkvæmt umhverfi þeirra gefið upp til að veita tilvísun fyrir hönnun rafeindavara.
1. Dæmigert bilunarstillingar íhluta
Raðnúmer
Heiti rafeindahluta
Umhverfistengdar bilunarhamir
Umhverfisálag
1. Rafvélrænir íhlutir
Titringur veldur þreytubrotum á spólum og losun á snúrum.
Titringur, lost
2. Hálfleiðara örbylgjuofn tæki
Hátt hitastig og hitastuð leiða til aflögunar á viðmótinu milli pakkningaefnisins og flísarinnar og milli pakkningaefnisins og flísahaldara tengi plastlokaðs örbylgjuofnsins.
Hár hiti, hitastig
3. Hybrid samþættar hringrásir
Lost leiðir til sprunga í keramik undirlagi, hitastuð leiðir til sprunga í enda rafskauts þétta og hitastigshringur leiðir til bilunar í lóðmálmi.
Áfall, hitastig
4. Stöðug tæki og samþættir hringrásir
Hitabilun, bilun í lóðun flísar, bilun í innri blýtengingu, lost sem leiðir til rofs á passiveringslagi.
Hár hiti, högg, titringur
5. Viðnámshlutir
Kjarnaundirlag rof, viðnámsfilma rof, blýbrot
Áfall, hár og lágur hiti
6. Hringrás borðs
Sprungnar lóðmálmur, brotin kopargöt.
Hár hiti
7. Rafmagns tómarúm
Þreytubrot á heitum vír.
Titringur
2, dæmigerður hluti bilun vélbúnaður greining
Bilun háttur rafrænna íhluta er ekki einn, aðeins dæmigerður hluti af dæmigerðum íhlutum viðkvæmt umhverfi þolmörk greiningu, í því skyni að fá almennari niðurstöðu.
2.1 Rafvélrænir íhlutir
Dæmigert rafvélafræðilegir íhlutir innihalda rafmagnstengi, liða osfrv. Bilunarhamirnir eru greindir ítarlega með uppbyggingu tveggja gerða íhluta í sömu röð.
1) Rafmagns tengi
Rafmagnstengi með skel, einangrunarefni og snertihluta þriggja grunneininga, bilunarhamurinn er tekinn saman í snertibilun, einangrunarbilun og vélrænni bilun í þremur formum bilunar.Helstu form bilunar á rafmagnstengi fyrir snertibilun, bilun í frammistöðu þess: snerting á tafarlausu broti og snertiviðnám eykst.Fyrir rafmagnstengi, vegna tilvistar snertiviðnáms og efnisleiðaraviðnáms, þegar straumflæði er í gegnum rafmagnstengið, mun snertiviðnám og leiðaraviðnám málmefnis mynda Joule hita, Joule hita mun auka hita, sem leiðir til aukningar á hitastig snertipunktsins, of hátt hitastig snertipunktsins mun gera snertiflötur málmsins mýkja, bráðna eða jafnvel sjóða, en einnig auka snertiviðnámið, þannig að snertibilun verður til..Í hlutverki háhitaumhverfis munu snertihlutarnir einnig birtast skriðfyrirbæri, sem gerir það að verkum að snertiþrýstingur milli snertihlutanna minnkar.Þegar snertiþrýstingurinn er minnkaður að vissu marki mun snertiviðnámið aukast verulega og að lokum valda lélegri rafsnertingu, sem leiðir til snertibilunar.
Á hinn bóginn mun rafmagnstengið í geymslu, flutningi og vinnu verða fyrir margs konar titringsálagi og höggkrafti, þegar ytri titringsálagsörvunartíðni og rafmagnstengi nálægt eðlistíðni munu gera raftengið ómun. fyrirbæri, sem leiðir til þess að bilið milli snertihlutanna verður stærra, bilið eykst að vissu marki, snertiþrýstingurinn hverfur samstundis, sem leiðir til rafmagnssnertingar "augnabrota".Í titringi, höggálagi mun rafmagnstengið mynda innri streitu, þegar streita fer yfir álagsstyrk efnisins, mun gera efnisskemmdir og brot;í hlutverki þessa langtímaálags mun efnið einnig verða fyrir þreytuskemmdum og að lokum valda bilun.
2) Relay
Rafsegullið eru almennt samsett úr kjarna, spólum, armatures, tengiliðum, reyr og svo framvegis.Svo lengi sem ákveðin spenna er bætt við báða enda spólunnar mun ákveðinn straumur flæða í spólunni og mynda þannig rafseguláhrif, armaturen mun sigrast á rafsegulkrafti aðdráttarkraftsins til að snúa aftur til fjöðrunar að kjarnanum, sem knýr aftur á móti hreyfanlegum tengiliðum armaturesins og kyrrstöðusnertum (venjulega opnum tengiliðum) til að loka.Þegar slökkt er á spólunni hverfur rafsegulsogskrafturinn einnig, armaturen mun fara aftur í upprunalega stöðu undir viðbragðskrafti gormsins, þannig að hreyfanlegur snerting og upprunaleg kyrrstöðusnerting (venjulega lokað snerting) sog.Þetta sog og losun, þannig að ná tilgangi leiðni og skera burt í hringrásinni.
Helstu stillingar fyrir heildarbilun rafsegulliða eru: gengi venjulega opið, gengi venjulega lokað, gengi dynamic vorverkun uppfyllir ekki kröfur, snertilokun eftir að rafbreytur gengisins fara yfir lélega.Vegna skorts á rafsegulsviðsframleiðsluferli, eru mörg rafsegulgengisbilun í framleiðsluferlinu til að leggja gæði falinna hættu, svo sem vélrænni streitulosunartími er of stuttur sem leiðir til vélrænni uppbyggingu eftir aflögun mótunarhluta, flutningur leifar er ekki búinn sem leiðir til þess að PIND próf mistókst eða jafnvel bilun, verksmiðjuprófun og notkun skimun er ekki ströng þannig að bilun tækisins í notkun osfrv.. Áhrifsumhverfið er líklegt til að valda plastaflögun á málmsnertum, sem leiðir til bilunar í gengi.Við hönnun búnaðar sem inniheldur liða er nauðsynlegt að einblína á aðlögunarhæfni umhverfis áhrifa sem þarf að hafa í huga.
2.2 Hálfleiðari örbylgjuofn íhlutir
Örbylgjuofn hálfleiðara tæki eru íhlutir úr Ge, Si og III ~ V samsettum hálfleiðurum sem starfa á örbylgjusviðinu.Þau eru notuð í rafeindabúnað eins og ratsjá, rafræn hernaðarkerfi og örbylgjusamskiptakerfi.Örbylgjuofn stakur tæki umbúðir auk þess að veita rafmagns tengingar og vélrænni og efnafræðileg vörn fyrir kjarna og pinna, hönnun og val á húsnæði ætti einnig að taka tillit til áhrifa sníkjudýra breytur húsnæðisins á örbylgjuofn flutningseiginleika tækisins.Örbylgjuofnhúsið er einnig hluti af hringrásinni, sem sjálft myndar fullkomið inntaks- og úttaksrás.Þess vegna ætti lögun og uppbygging húsnæðisins, stærð, rafmagnsefni, leiðarastillingar osfrv. að passa við örbylgjuofnaeiginleika íhlutanna og notkunarþætti hringrásarinnar.Þessir þættir ákvarða breytur eins og rýmd, rafleiðaraviðnám, einkennandi viðnám og leiðara- og rafstraumstap á slönguhúsinu.
Umhverfislega viðeigandi bilunarhamir og aðferðir örbylgjuofnhálfleiðarahluta fela aðallega í sér hliðmálmvask og niðurbrot á viðnámseiginleikum.Gate málm vaskur er vegna varma hraða dreifingu hlið málms (Au) inn í GaAs, þannig að þessi bilunarbúnaður á sér stað aðallega við hraðar líftímaprófanir eða mjög háan hita.Hraði hliðarmálms (Au) dreifingar í GaAs er fall af dreifingarstuðli hliðmálmsefnisins, hitastigs og styrkleikastigs efnis.Fyrir fullkomna grindarbyggingu er frammistaða tækisins ekki fyrir áhrifum af mjög hægum dreifingarhraða við venjulegt rekstrarhitastig, hins vegar getur dreifingarhraðinn verið verulegur þegar agnamörkin eru stór eða það eru margir yfirborðsgallar.Viðnám er almennt notað í örbylgjuofn einhæfum samþættum hringrásum fyrir endurgjöfarrásir, stillir hlutdrægni virkra tækja, einangrun, aflmyndun eða lok tengingar, það eru tvær uppbyggingar viðnáms: málmfilmuviðnám (TaN, NiCr) og léttdópað GaAs þunnt lag viðnám.Prófanir sýna að niðurbrot NiCr viðnáms af völdum raka er helsta aðferðin við bilun þess.
2.3 Hybrid samþættar hringrásir
Hefðbundnar blendingar samþættar hringrásir, í samræmi við undirlagsyfirborðið á þykku filmuleiðarborðinu, er þunnfilmuleiðandi borði skipt í tvo flokka þykkfilmu blendingur samþættra hringrása og þunnfilmu blendingur samþættar hringrásir: ákveðin lítil prentað hringrás (PCB) hringrás, Vegna þess að prentað hringrás er í formi kvikmynd í flatt borð yfirborði til að mynda leiðandi mynstur, einnig flokkað sem blendingur samþætt hringrás.Með tilkomu fjölflísa íhluta hefur þessi háþróaða blendinga samþætta hringrás, undirlags einstaka fjöllaga raflögn og tækni í gegnum holu gert það að verkum að íhlutirnir verða að blendingssamþættri hringrás í háþéttni samtengingarbyggingu sem er samheiti við undirlagið sem notað er. í fjölflísahlutum og innihalda: þunn filmu marglaga, þykk filmu fjöllaga, háhita sambrennt, lághita sambrennt, sílikon byggt, PCB marglaga undirlag, osfrv.
Blanda samþætt hringrás umhverfisálagsbilunarhamir fela aðallega í sér bilun í rafmagns opnum hringrás af völdum sprungna undirlags og suðubilunar milli íhluta og þykkra filmuleiðara, íhluta og þunnfilmuleiðara, undirlags og húsnæðis.Vélræn áhrif frá vörufalli, hitaáfall frá lóðaaðgerð, viðbótarálag af völdum skekkjuójöfnunar undirlags, hliðar togspennu vegna hitamisræmis milli undirlags og málmhúss og bindiefnis, vélrænni álagi eða hitaspennustyrkur af völdum innri galla í undirlagi, hugsanlegar skemmdir af völdum undirlagsborunar og undirlagsskurðar staðbundnar örsprungur, leiða að lokum til ytri vélrænni streitu sem er meiri en eðlislægur vélrænni styrkur keramik undirlags sem Niðurstaðan er bilun.
Lóðmálmbyggingar eru næm fyrir endurteknum hitaálagi, sem getur leitt til hitaþreytu á lóðalaginu, sem leiðir til minnkaðs bindisstyrks og aukinnar hitauppstreymis.Fyrir tini-undirstaða flokki sveigjanlegs lóðmálms, hlutverk hitastigshringrásarálags leiðir til hitaþreytu lóðmálmalagsins er vegna þess að varmaþenslustuðull tveggja mannvirkja sem tengd eru við lóðmálmur er ósamræmi, er lóðmálmtilfærslu aflögun eða klippa aflögun, eftir ítrekað, lóðmálmur lag með þreytu sprunga stækkun og framlengingu, að lokum leiðir til þreytu bilun á lóðmálmur lag.
2.4 Stöðug tæki og samþættar hringrásir
Hálfleiðara staktækjum er skipt í díóða, tvískauta smára, MOS sviðsáhrif rör, tyristor og einangraða hlið tvískauta smára eftir breiðum flokkum.Samþættar hringrásir hafa mikið úrval notkunar og má skipta þeim í þrjá flokka eftir virkni þeirra, nefnilega stafrænar samþættar hringrásir, hliðrænar samþættar hringrásir og blandaðar stafrænar og hliðstæðar samþættar hringrásir.
1) Stöðug tæki
Stöðug tæki eru af ýmsum gerðum og hafa sína sérstöðu vegna mismunandi virkni þeirra og ferla, með verulegum mun á bilunarframmistöðu.Hins vegar, sem grunntæki sem myndast af hálfleiðaraferlum, eru ákveðin líkindi í eðlisfræði bilunar þeirra.Helstu bilanir sem tengjast ytri vélfræði og náttúrulegu umhverfi eru varmabilun, kraftmikið snjóflóð, bilun við flíslóðun og bilun í innri blýtengingu.
Hitabilun: Hitabilun eða efri bilun er aðalbilunarbúnaðurinn sem hefur áhrif á hálfleiðaraaflhluta, og mest af tjóninu við notkun tengist aukabilunarfyrirbæri.Auka sundurliðun skiptist í framhliðar hlutdrægni aukasundrun og afturábak hlutdrægni aukasundrun.Hið fyrra er aðallega tengt eigin hitaeiginleikum tækisins, svo sem lyfjaþéttni tækisins, innri styrk o.s.frv., en hið síðara tengist snjóflóðafjölgun burðarefna á geimhleðslusvæðinu (svo sem nálægt safnara), bæði þar af fylgir alltaf styrkur straums inni í tækinu.Við beitingu slíkra íhluta ætti að huga sérstaklega að hitavörn og hitaleiðni.
Kraftmikið snjóflóð: Við kraftmikla stöðvun vegna ytri eða innri krafta veldur straumstýrða árekstrajónunarfyrirbæri sem á sér stað inni í tækinu undir áhrifum af styrk frjálsra burðarbera kraftmiklu snjóflóði, sem getur orðið í tvískauta tækjum, díóðum og IGBT.
Bilun í flís lóðmálmi: Aðalástæðan er sú að flís og lóðmálmur eru mismunandi efni með mismunandi hitastuðul, þannig að það er hitauppstreymi við háan hita.Að auki eykur tilvist lóðahola varmaviðnám tækisins, sem gerir varmaleiðni verri og myndar heita bletti á svæðinu, hækkar hitastig mótanna og veldur því að hitatengdar bilanir eins og rafflutningar eiga sér stað.
Innri blýtengibilun: aðallega tæringarbilun á tengipunkti, af stað af tæringu áls af völdum virkni vatnsgufu, klórþátta osfrv. í heitu og raka saltúðaumhverfi.Þreytubrot á áli sem tengist leiðum af völdum hitahringrásar eða titrings.IGBT í mát pakkinn er stór í stærð og ef hann er settur upp á óviðeigandi hátt er mjög auðvelt að valda streitustyrk, sem leiðir til þreytubrots á innri leiðslum einingarinnar.
2) Innbyggð hringrás
Bilunarkerfi samþættra rafrása og notkun umhverfisins hefur mikil tengsl, raki í röku umhverfi, skemmdir sem myndast af stöðurafmagni eða rafbylgjum, of mikil notkun textans og notkun samþættra hringrása í geislunarumhverfi án geislunar. viðnámsstyrking getur einnig valdið bilun í tækinu.
Viðmótsáhrif sem tengjast áli: Í rafeindatækjum með kísil-undirstaða efni er SiO2 lag sem díselfilma mikið notað og ál er oft notað sem efni fyrir samtengingarlínur, SiO2 og ál við háan hita verða efnahvörf, þannig að állagið verður þunnt, ef SiO2 lagið tæmist vegna viðbragðsnotkunar, mun það valda beinni snertingu milli áls og kísils.Að auki mun gullblývírinn og áltengingarlínan eða áltengivírinn og tenging gullhúðaðs blývírs rörskeljarins framleiða Au-Al tengisnertingu.Vegna mismunandi efnafræðilegra möguleika þessara tveggja málma, eftir langtíma notkun eða geymslu við háan hita yfir 200 ℃ mun framleiða margs konar millimálmsambönd, og vegna grindarfasta þeirra og hitastækkunarstuðlar eru mismunandi, í tengipunkti innan mikið álag, leiðni verður lítil.
Málmvæðingartæring: Áltengilínan á flísinni er næm fyrir tæringu vegna vatnsgufu í heitu og raka umhverfi.Vegna verðjöfnunar og auðveldrar fjöldaframleiðslu eru margar samþættar rafrásir umluktar plastefni, hins vegar getur vatnsgufa farið í gegnum plastefnið til að ná til áltenginganna og óhreinindi sem koma að utan eða leyst upp í plastefninu virka með málmáli til að valda tæringu á áltengingum.
Aflögunaráhrifin af völdum vatnsgufu: plast IC er samþætt hringrás sem er hjúpuð plasti og öðrum plastefni fjölliða efnum, auk aflögunaráhrifa milli plastefnisins og málmgrindarinnar og flíssins (almennt þekktur sem "poppkorn" áhrif), Vegna þess að plastefnisefnið hefur eiginleika aðsogs vatnsgufu, mun delamination áhrif af völdum aðsogs vatnsgufu einnig valda því að tækið bilar..Bilunarkerfi er hröð stækkun vatns í plastþéttingarefninu við háan hita, þannig að aðskilnaðurinn milli plastsins og festingar þess á öðrum efnum, og í alvarlegum tilvikum, mun plastþéttihlutinn springa.
2.5 Rafrýmd viðnámshlutir
1) Viðnám
Algengar óvindandi viðnám má skipta í fjórar gerðir í samræmi við mismunandi efni sem notuð eru í viðnámshlutanum, þ.e. álgerð, filmugerð, þykk filmugerð og gervigerð.Fyrir fasta viðnám eru helstu bilunarstillingar opnar hringrásir, raffæribreytur osfrv.;en fyrir potentiometers eru helstu bilunarstillingar opnar hringrásir, raffæribreytur, aukning hávaða osfrv. Notkunarumhverfið mun einnig leiða til öldrunar viðnáms, sem hefur mikil áhrif á líf rafeindabúnaðar.
Oxun: Oxun viðnámshlutans mun auka viðnámsgildið og er mikilvægasti þátturinn sem veldur öldrun viðnáms.Fyrir utan viðnámshluta úr góðmálmum og málmblöndur, verða öll önnur efni skemmd af súrefni í loftinu.Oxun er langtímaáhrif og þegar áhrif annarra þátta minnka smám saman verður oxun aðalþátturinn og umhverfi með hátt hitastig og hátt rakastig mun flýta fyrir oxun viðnáms.Fyrir nákvæmni viðnám og hár viðnám gildi viðnám, grundvallarráðstöfun til að koma í veg fyrir oxun er þéttingarvörn.Þéttiefni ætti að vera ólífræn efni, svo sem málmur, keramik, gler osfrv. Lífræna hlífðarlagið getur ekki alveg komið í veg fyrir raka gegndræpi og loftgegndræpi og getur aðeins gegnt seinkun hlutverki í oxun og aðsog.
Öldrun bindiefnisins: Fyrir lífræna gerviviðnám er öldrun lífræna bindiefnisins aðalþátturinn sem hefur áhrif á stöðugleika viðnámsins.Lífræna bindiefnið er aðallega tilbúið plastefni, sem er umbreytt í mjög fjölliðaða hitaþolna fjölliða með hitameðhöndlun meðan á framleiðslu viðnámsins stendur.Helsti þátturinn sem veldur öldrun fjölliða er oxun.Sindurefnin sem myndast við oxun valda lömum fjölliða sameindabindinganna, sem læknar fjölliðuna enn frekar og gerir hana stökka, sem leiðir til taps á mýkt og vélrænni skaða.Herðnun bindiefnisins veldur því að viðnámið minnkar í rúmmáli, eykur snertiþrýsting milli leiðandi agna og dregur úr snertiviðnáminu, sem leiðir til lækkunar á viðnáminu, en vélræn skemmdir á bindiefninu eykur einnig viðnámið.Venjulega á sér stað ráðstöfun bindiefnisins áður, vélræn skemmdir eiga sér stað eftir, þannig að viðnámsgildi lífrænna gerviviðnáms sýnir eftirfarandi mynstur: nokkur lækkun í upphafi stigs, snúðu síðan til að aukast og það er tilhneiging til að aukast.Þar sem öldrun fjölliða er nátengd hitastigi og ljósi, munu gerviviðnám flýta fyrir öldrun við háhita umhverfi og sterka ljósáhrif.
Öldrun undir rafmagnsálagi: Með því að setja álag á viðnám mun það flýta fyrir öldrun þess.Undir DC álagi getur rafgreiningaraðgerð skemmt þunnfilmuviðnám.Rafgreining á sér stað á milli raufa rifaviðnáms og ef undirlag viðnáms er keramik eða glerefni sem inniheldur alkalímálmjónir, færast jónirnar undir virkni rafsviðsins á milli raufanna.Í röku umhverfi gengur þetta ferli harðar fram.
2) Þéttar
Bilunarhamir þétta eru skammhlaup, opið hringrás, niðurbrot á rafmagnsbreytum (þar á meðal breyting á afkastagetu, aukning á taphornssnerti og minnkun einangrunarviðnáms), vökvaleki og blýtæringarbrot.
Skammhlaup: Fljúgandi bogi á brún milli skauta við háan hita og lágan loftþrýsting mun leiða til skammhlaups þétta, auk þess mun vélrænni streita eins og utanaðkomandi högg einnig valda tímabundinni skammhlaupi rafstraums.
Opið hringrás: Oxun á blývírum og rafskautssnertingum af völdum rakt og heitt umhverfi, sem leiðir til lítillar óaðgengis og tæringarbrots á forskautsblýþynnu.
Niðurbrot á rafmagnsbreytum: Niðurbrot á rafmagnsbreytum vegna áhrifa raka umhverfis.
2.6 Rafrásir á borði
Prentað hringrás borð er aðallega samsett af einangrandi undirlagi, málm raflögn og tengja mismunandi lög af vír, lóðmálmur hluti "púða".Meginhlutverk þess er að útvega burðarefni fyrir rafeindaíhluti og gegna hlutverki rafmagns- og vélrænna tenginga.
Bilunarhamur prentplötunnar felur aðallega í sér lélega lóðun, opna og skammhlaup, blöðrur, brot á borði, tæringu eða aflitun á yfirborði borðs, beygja borð.
Pósttími: 21. nóvember 2022