杨海冬
苏州华旃航天电器 251000
摘要：电子产品中，电子元器件的应用十分广泛，电子元部件的应用直接决定了电子产品的使用寿命。电子元器件应用过程中，故障发生率较高，对其原有功能产生严重不良影响。由于电子产品在生产生活领域应用重要性较高，其属于日常生活中不可或缺的重要工具，所以这就需要分析电子元器件效用丧失的原因，并分析其老化的机理，并通过电子元器件环境应力试验方式对其进行研究，以更好的对失效的元器件进行剔除，本文就电子元器件的失效机理开展论述分析。
关键词：电子元器件；失效机理；电子产品
电子元器件在应用过程中，市场发生非稳定性失效、电子参数飘逸、功能效用丧失、漏电、爆炸、烧毁、短路及开路等问题，电子元器件失效将严重影响电子产品的正常应用，究其问题发生原因，主要包括电压水平、电流、温度、机械冲击、电流辐射等因素诱发，这就需要合理分析电子元器件的失效机理，以保障电子产品的正常应用。
一、电阻器失效机理
电阻器属于电子设备的最主要组成部分，其在电子产品制作中应用数量较大，其属于发热元器件之一，电阻器失效将对电子设备使用产生不良影响，直接诱发电子产品故障的发生，其诱发电子设备故障的比例高达百分之十五。电阻器失效原因及模式与其电子产品的结构，产品工艺特征及电子产品的应用条件存在密切相关性。分析电阻器失效情况，主要由两部分内容组成，一种为漂移参数失效，另一种为致命失效，分析现场应用统计情况，电阻失效情况中，高达90%的失效情况为致命失效，包括绝缘穿击、断路问题、接触损失、机械性损伤及短路故障等，剩余10%的失效情况为阻值漂移诱发的电阻器失效，电阻依据其结构类型，可以将其划分为两种，一种为非线绕电阻，另一种为线绕电阻，依照其阻值是否具备可调节性将其命名为可变电阻器和固定电阻器两种。对不同电阻器的应用情况进行统计分析，其具备的失效机理存在较大差异性[1]。
非绕线电阻应用过程中失效的模式主要包括接触性损伤、引线诱发的机械性损伤、阻值漂移、开路、引线接触不实、膜材料质量、膜层不均匀及引线开裂等问题，线绕电阻的失效原理为接触性损伤、引线所导致的机械性损坏及开路等因素。电阻器失效机理受到电阻器类型不同的影响也存在差异性，其主要由以下几部分组成：第一，碳膜电阻器，其主要由于膜与基体污染、引线与膜材料之间接触异常，导致接触不良，膜层刻槽异常、膜层材料异常导致其均匀性能比较差、碳膜电阻器自身缺陷性及引线应用过程中出现开裂现象诱发。第二，金属膜电阻器，电晕电量释放、引线开裂、静电荷影响、电阻膜发生了氧化还原反应、银迁移、电阻膜产生分离、基体破裂、金属膜应用中破裂及电阻膜分布不均等因素诱发[2]。第三，可变电阻器，其主要由于轴倾斜、环氧胶材料问题，质量不合格、受到杂质影响产生污染、引线脱落、接触簧片破裂、焊接质量不合理及接触异常等问题引发，该电阻器主要由两种类型构成，分别为非线绕和有线绕两种，其应用过程中，失效模式主要包括机械性损伤、噪声声音大、基础异常、线路短路、开路及参数漂移等。第四，线绕电阻器应用过程中常发生焊点溶解、绝缘能力差、引线异常、电流联通故障及基础故障等。
对电阻器失效机理进行分析，其主要由于以下几种因素诱发：第一，由于接触压力较小，簧片应用过程中受到应力作用影响发生松弛，滑动接点与轨道产生偏离，导电层无法正确装配，机械装配方式不合理，机械负荷数值过大，直接导致簧片故障变形；第二，导电层出现损毁，或者受到温度过高影响出现烧毁现象，电阻合金线故障，影响其正常滑动，出现接触不良表现；第三，导电层受到杂物污染、氧化反应，导致接触位置出现导电膜层，影响正常接触；第四，由于局部温度过高或者机械损伤问题发生，直接导致电位器开路正常功能丧失。比如，电阻器在应用过程中，由于制作工艺缺陷问题、污染问题、腐蚀问题及电阻合金线氧化问题等情况的存在，将直接导致电阻器负荷值的提升，负荷增加，热量也会随之增加，对电阻器产生足踝，直接导致绕线损伤断裂，出现开路问题；第五，在应用电阻器过程中，选择方式不合理，应用形式存在差异性，电子设备发生故障影响电位器，导致其负荷值增加，直接导致电阻器损伤。
二、电容器失效机理
电容器在应用过程中，失效模式主要包括机械性损伤、电解液泄露、电参数异常、开路故障及击穿等问题模式引发，分析其失效机理，主要包括以下几种因素：第一，电参数异常，电子产品应用过程中，会受到空气潮湿因素及电介质老化因素影响，产生热分解，电极材料会产生金属离子迁移现象，存在残余应力，残余应力不断变化，电容器表面污染，电容器制作材料存在金属化电极自愈功能，工作中存在电解质粘稠程度上升及挥发影响，电容器电极会产生化学及电解腐蚀效用，会受到有害离子和杂质的影响。第二，开路故障，由于电接与引线接触过程中其接触点氧化现象时有发生，直接回诱发低电平开路问题的发生，导致电极与引线之间基础不良，电解容器受到腐蚀，诱发开路问题，工作过程中，电介质产生冻结或者干涸，一旦受到机械应力影响，会诱发电介质及电解质之中的产生短时开路现象[3]。第三，击穿故障，介质之中会存在一定的缺陷和瑕疵点，也存在导电离子和杂质，介质材料老化问题时有发生，金属离子会产生迁移，以此产生导电边缘飞弧放点现象，诱发导电沟道放点，介质会产生电击穿，介质材料内部产生气隙击穿，所以介质在制造过程中会产生机械性损伤，也会导致介质材料内部结构发生变化。
实际电容器在应用过程中，会受到环境和工作应力的双重作用的影响，其所产生的失效机理及失效模式类型也比较多，其还会受到失效模式的影响，比如，在温度升高情况下，可导致表层发生氧化作用，导致电容器表层氧化速率的提升，直接导致电容器参数出现退化情况，诱发电场强度的降低，导致电介质击穿几率的提升。
三、集成块失效机理
在电极开路连接或者断开情况下，会受到电极间金属迁移因素、制作工艺因素及电腐蚀因素影响导致。电极短路问题的发生主要由于金属化工工艺之制作缺陷问题、电极间金属迁移导致电扩散问题，引线折断问题主要由于有限经均匀度异常，引线强度异常、机械应力不合理、热点应力问题及电腐蚀等因素诱发。集成块具备较差的可焊接性能，其引线材料质量问题、引线金属镀层异常、引线表面受到污染物影响、氧化反应及腐蚀问题的发生也会导致集成块失效。
四、结束语
综上所述，为提升电子信息技术水平，保障电子元器件在电子产品中应用的安全性、可靠性和稳定性，就必须对电子元器件的失效原因及逆行分析，对其失效模式进行研究，以更好的优化电子元器件的应用，强化对电子元器件的监管和应用，科学合理的控制元器件的工作负荷值，减少电子元器件损坏的可能性，保障电子产品应用质量及效益的增长。
参考文献：
[1] 徐海卫, 曹江萍, 杜文波,等. 无损检测技术在电子元器件失效分析中的应用[J]. 电子技术与软件工程, 2018, No.146(24):81-82.
[2] 韩征权, 邹作涛, 潘炜,等. 现代分析仪器在电子元器件失效分析中的应用[J]. 仪器仪表用户, 2020, v.27;No.184(06):117-120.
[3] 强苗. 探究电子元器件的失效模型与可靠性试验方法[J]. 电子世界, 2019, No.574(16):78-79.