移动互联网

常见的电子元器件失效分析汇总

2025/10/17 17:44:00
电子元器件失效可能导致电路功能异常,甚至整机损毁,耗费大量调试时间。部分半导体器件存在外表完好但性能劣化的“软失效”,进一步增加了问题定位的难度

电阻器失效


1. 开路失效最常见故障。由过电流冲击导致,具体表现为电阻膜烧毁或脱落、基体断裂、引线帽与电阻体脱离。

2.阻值漂移:隐蔽性失效。源于电阻膜缺陷或退化、基体中可动离子影响、保护涂层不良,导致阻值超出规范,电路性能逐步劣化。


3.引线断裂多由工艺缺陷引起,如焊接不良、焊点污染或机械损伤,在温度循环与机械振动下加剧。


4.短路故障:相对少见但危害大。银迁移或电晕放电可能在电阻内部形成导电路径。


5.失效机理

  • 薄膜电阻的导电膜存在结晶化趋势,导致阻值缓慢下降。

  • 制备过程中的机械应力释放会引起阻值变化。

  • 电负荷下,引线帽接触点温升显著,加速老化。经验表明,温度每升高10℃,寿命减半。

  • 环境因素(如化工环境中的硫)会腐蚀电极,导致阻值增大或开路。

电解电容失效


1. 耗尽失效:主要寿命终结形式。电解液挥发导致有效极板面积减小,电容量下降至初始值80%以下即判定失效。
2.压力释放装置动作:安全机制。内部电化学产气或高温沸腾导致气压升高,触发装置泄压,防止爆炸。
3.瞬时超温:致命打击。高温使电解液受排挤,等效串联电阻急剧增加,造成永久损伤。芯包温度每降低10℃,寿命约延长一倍。
4.瞬时过电压:主要杀手之一。如上电瞬间电感储能释放至电容,需选用耐瞬时过电压性能好的器件。
5.寿命影响因素:

  • 温度:最关键因素,每升高10℃,寿命减半。
    工作电压与纹波电流:直接加速电解液消耗,与高温协同作用将大幅缩短寿命。


电感失效


耐焊性是片式电感的重要指标。回流焊温度超过电感材料的居里温度时会出现退磁现象,导致感量上升。小批量手工焊时电路性能合格,而大批量贴片时性能下降,往往是片感耐焊性不足所致。金鉴实验室拥有专业的测试设备和技术团队,能够确保电子元器件失效分析的准确性和可靠性。
1.磁芯问题:磁芯加工应力未释放、内部杂质、材料不均或烧结裂纹,导致磁导率变化和电感量偏差。
2.耐焊性不足:回流焊温度超过材料居里温度导致退磁,引起感量上升。
3.可焊性不良:端头氧化(由高温、潮湿、保存过长等引起)或镀镍层太薄导致“吃银”现象,影响焊接。
4.焊接工艺问题:

  • 内应力可能导致“立碑效应”。
  • 焊盘设计不当引起焊接应力集中。
    贴片偏移导致焊接不良。

5.上机开路:成因包括虚焊、电流过载烧毁、焊接热应力使内部开路隐患扩大。
6.磁体破损:因瓷体强度不足或附着力差,在回流焊热冲击或外力下破损。

半导体器件失效


1.过电应力损伤:测试、安装、运行中各阶段的电浪涌(如电源浪涌、烙铁漏电、感应浪涌)导致器件损坏。
2.静电损伤:电压高、瞬间电流大,多发生于非加电过程,造成PN结击穿、金属化烧毁等潜在损伤。
3.器件选型不当:设计阶段因对参数理解不足,使器件在实际应用中无法满足电路要求而失效。
4.器件固有缺陷:

  • 表面问题:二氧化硅层内可动离子导致击穿电压下降、漏电流增大。
  • 金属化问题:台阶断铝、铝腐蚀、金属膜划伤。
  • 键合问题:压焊点污染、金层附着不牢、过压焊。
  • 芯片键合问题:焊料不足、氧化或烧结温度过低。
  • 封装问题:管壳漏气、管腿故障、内涂料龟裂。
  • 体内缺陷:降低二次击穿耐量和闩锁阈值。

结语


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。深入了解各类元器件的失效模式与机理,不仅有助于快速定位和解决现有问题,更能在设计阶段规避潜在风险,提高产品可靠性和寿命。检测请联系18148990106。
版权声明
本文仅代表作者观点,不代表艾瑞立场。本文系作者授权艾瑞专栏发表,未经许可,不得转载。

专家介绍

  • 合作伙伴

  • 官方微信
    官方微信

    新浪微博
    邮件订阅
    第一时间获取最新行业数据、研究成果、产业报告、活动峰会等信息。
     关于艾瑞| 业务体系| 加入艾瑞| 服务声明| 信息反馈| 联系我们| 合作伙伴| 友情链接

Copyright© 沪公网安备 31010402000581号沪ICP备15021772号-10

扫一扫,或长按识别二维码

关注艾瑞网官方微信公众号