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常用的电子元器件失效机理与毛病剖析

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。文本分析了常见元器件的失效原因和常见故障。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。如果熟悉了元器件的故

  电子元器件在运用过程中,常常会呈现失效和毛病,然后影响设备的正常作业。文本剖析了常见元器件的失效原因和常见毛病。

  电子设备中绝大部分毛病终究都是因为电子元器件毛病引起的。假如了解了元器件的毛病类型,有时经过直觉就可敏捷的找出毛病元件,有时只需经过简略的电阻、电压丈量即可找出毛病。

  电阻器类

  电阻器类元件包含电阻元件和可变电阻元件,固定电阻一般称为电阻,可变电阻一般称为电位器。电阻器类元件在电子设备中运用的数量很大,并且是一种耗费功率的元件,由电阻器失效导致电子设备毛病的比率比较高,据计算约占15%。电阻器的失效形式和原因与产品的结构、工艺特色、运用条件等有密切关系。电阻器失效可分为两大类,即丧命失效和参数漂移失效。现场运用计算标明,电阻器失效的85%~90%归于丧命失效,如断路、机械损害、触摸损坏、短路、绝缘、击穿等,只要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首要失效形式为开路、阻值漂移、引线机械损害和触摸损坏;线绕电阻器和电位器首要失效形式为开路、引线机械损害和触摸损坏。首要有以下四类:

  (1)碳膜电阻器。引线开裂、基体缺点、膜层均匀性差、膜层刻槽缺点、膜资料与引线端触摸不良、膜与基体污染等。

  (2)金属膜电阻器。电阻膜不均匀、电阻膜决裂、引线不牢、电阻膜分化、银搬迁、电阻膜氧化物复原、静电荷效果、引线开裂、电晕放电等。

  (3)线绕电阻器。触摸不良、电流腐蚀、引线不牢、线材绝缘欠好、焊点熔解等。

  (4)可变电阻器。触摸不良、焊接不良、触摸簧片决裂或引线掉落、杂质污染、环氧胶欠好、轴歪斜等。

  电阻简单发生蜕变和开路毛病。电阻蜕变后往往是阻值变大的漂移。电阻一般不进行修补,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从头焊接后运用。

  电阻蜕变多是因为散热不良,过火湿润或制作时发生缺点等原因构成的,而烧坏则是因电路不正常,如短路、过载等原因所引起。电阻烧坏常见有两种现象,一种是电流过大使电阻发热引起电阻烧坏,此刻电阻外表可见焦糊状,很易发现。另一种状况是因为瞬间高压加到电阻上引起电阻开路或阻值变大,这种状况,电阻外表一般没有显着改动,在高压电路经常可发现这种毛病现象的电阻。

  可变电阻器或电位器首要有线绕和非线绕两种。它们一起的失效形式有:参数漂移、开路、短路、触摸不良、动噪声大,机械损害等。可是实践数据标明:实验室实验与现场运用之间首要的失效形式差异较大,实验室毛病以参数漂移居多,而现场以触摸不良、开路居多。

  电位器触摸不良的毛病,在现场运用中普遍存在。如在电信设备中达9 0%,在电视机中约占8 7%,故触摸不良对电位器是丧命的薄弱环节。构成触摸不良的首要原因如下:

  (1)触摸压力太小、簧片应力松懈、滑动接点违背轨迹或导电层、机械安装不妥,又或很大的机械负荷(如磕碰、下跌等)导致触摸簧片变形等。

  (2)导电层或触摸轨迹因氧化、污染,而在触摸处构成各种不导电的膜层。

  (3)导电层或电阻合金线磨损或焚毁,致使滑动点触摸不良。

  电位器开路失效首要是由部分过热或机械损害构成的。例如,电位器的导电层或电阻合金线氧化、腐蚀、污染或许因为工艺不妥(如绕线不均匀,导电膜层厚薄不均匀等)所引起的过负荷,发生部分过热,使电位器烧坏而开路;滑动触点外表不光滑,触摸压力又过大,将使绕线严峻磨损而断开,导致开路;电位器挑选与运用不妥,或电子设备的毛病危及电位器,使其处于过负荷或在较大的负荷下作业。这些都将加快电位器的损害。

  电容器类

  电容器常见的毛病现象首要有击穿、开路、电参数退化、电解液走漏及机械损坏等。导致这些毛病的首要原因如下:

  (1)击穿。介质中存在疵点、缺点、杂质或导电离子;介质资料的老化;电介质的电化学击穿;在高湿度或低气压环境下极间边际飞弧;在机械应力效果下电介质瞬时短路;金属离子搬迁构成导电沟道或边际飞弧放电;介质资料内部气隙击穿构成介质电击穿;介质在制作过程中机械损害;介质资料分子结构的改动以及外加电压高于额定值等。

  (2)开路。击穿引起电极和引线绝缘;电解电容器阳极引出箔被腐蚀断(或机械折断);引出线与电极触摸点氧化层而构成低电平开路;引出线与电极触摸不良或绝缘;电解电容器阳极引出金属箔因腐蚀而导致开路;作业电解质的干枯或冻住;在机械应力效果下电解质和电介质之间的瞬时开路等。

  (3)电参数退化。湿润与电介质老化与热分化;电极资料的金属离子搬迁;剩余应力存在和改变;外表污染;资料的金属化电极的自愈效应;作业电解质的蒸发和变稠;电极的电解腐蚀或化学腐蚀;引线和电极触摸电阻添加;杂质和有害离子的影响。

  因为实践电容器是在作业应力和环境应力的归纳效果下作业的,因而会发生一种或几种失效形式和失效机理,还会有一种失效形式导致别的失效形式或失效机理的发生。例如,温度应力既能够促进外表氧化、加快老化的影响程度、加快电参数退化,又会促进电场强度下降,加快介质击穿的提前到来,并且这些应力的影响程度仍是时刻的函数。因而,电容器的失效机理与产品的类型、资料的品种、结构的差异、制作工艺及环境条件、作业应力等诸要素等有密切关系。

  电容器呈现击穿毛病十分简单发现,但关于有多个元件并联的状况,要确认详细的毛病元件却较为困难。电容器开路毛病的确认可经过将相同类型和容量的电容与被检测电容并联,调查电路功用是否康复来完成。电容电参数改变的查看较为费事,一般可按照下面办法进行。

  首要应将电容器的其间一条引线从电路板上烫下来,以防止周围元件的影响。其次依据电容器的不同状况用不同的办法进行查看。

  (1)电解电容器的查看。将万用表置于电阻挠,量程视被测电解电容的容量及耐压巨细而定。丈量容量小、耐压高的电解电容,量程应坐落R×10kW挡;丈量容量大、耐压低的电解电容,量程应坐落R×1 k W挡。调查充电电流的巨细、放电时刻长短(表针退回的速度)及表针最终指示的阻值。

  电解电容器质量好坏的鉴别办法如下:

  ①充电电流大,表针上升速度快,放电时刻长,表针的退回速度慢,阐明容量足。

  ②充电电流小,表针上升速度慢,放电时刻短,表针的退回速度快,阐明容量小、质量差。

  ③充电电流为零,表针不动,阐明电解电容器现已失效。

  ④放电到最终,表针退回到终了时指示的阻值大,阐明绝缘功用好,漏电小。

  ⑤放电到最终,表针退回到终了时指示的阻值小,阐明绝缘功用差,漏电严峻。

  (2)容量为1 mF以上的一般电容器查看。可用万用表电阻挠(R×1 0 k W)同极性屡次丈量法来查看漏电程度及是否击穿。将万用表的两根表笔与被测电容的两根引线碰一下,调查表针是否有细微的摇摆。对容量大的电容,表针摇摆显着;对容量小的电容,表针摇摆不显着。紧接着用表笔再次、三次、四次碰电容器的引线(表笔不对调),每碰一次都要调查针是否有细微的摇摆。如从第2次起每碰一次表针都摇摆一下,则阐明此电容器有漏电。如连续几回碰时表针均不动,则阐明电容器是好的。假如第一次相碰时表针就摆到结尾,则阐明电容器现已被击穿。别的,关于容量为1mF~20mF的电容器,有的数字万用表能够丈量。

  (3)容量为1 mF以下的电容器查看。能够运用数字万用表的电容丈量挡较为准确地测得电容器的实践数值。若没有带电容丈量功用的数字万用表,只能用欧姆挡查看它是否击穿短路。用好的相同容量的电容器与被置疑的电容器并联,查看它是否开路。

  (4)电容器参数的准确丈量。单个电容器容量的准确丈量可运用LCR电桥,耐压值的丈量可选用晶体管特性测试仪。

  电感和变压器类

  此类元件包含电感、变压器、振动线圈、滤波线圈等。其毛病多因为外界原因所引起的,例如,当负载短路时,因为流过线圈的电流超越额定值,变压器温度升高,构成线圈短路、断路或绝缘击穿。当通风不良、温度过高或受潮时,亦会发生漏电或绝缘击穿的现象。

  关于变压器的毛病现象及原因,常见的有以下几种:当变压器接通电源后,若铁心宣布嗡嗡的响声,则毛病原因可能是铁心未夹紧或变压器负载过重;发热高、冒烟、有焦味或保险丝烧断,则可能是线圈短路或负载过重。

  电感和变压器类元件的毛病查看一般选用如下办法:

  (1)直流电阻丈量法。用万用表的电阻挠测电感类的元件的好坏。测天线线圈、振动线圈时,量程应置于最小电阻挠(如R×1 W挡);测中周及输出输入变压器时,量程应放在低阻挠(R×10W或R×1 0 0 W挡),测得的阻值与修理资料或日常堆集的经历数据相对照,假如很挨近则标明被测元件是正常的;假如阻值比经历数据小许多,标明线圈有部分短路;假如表针指示值为零,则阐明线圈短路。应该留意的是,振动线圈、天线线圈及中周的次级电阻很小,只要零点几欧姆,读数时尤其要细心,不要误判别为短路。用高阻挠(R×10kW)丈量初级线圈与次级线圈之间的电阻时,应该是无穷大。假如初级、次级之间有必定的电阻值,则标明初级、次级之间有漏电。

  (2)通电查看法。对电源变压器能够经过通电查看,看次级电压是否下降,假如次级电压则置疑次级(或初级)有部分短路。当通电后呈现变压器敏捷发烫或有烧焦味、冒烟等现象,则可判别变压器必定有部分短路。

  (3)仪器查看法。能够运用高频率Q表来丈量电感量及其Q值,也能够用电感短路仪来判别低频率线圈的部分短路现象。用兆欧表则能够丈量电源变压器初、次级之间的绝缘电阻。若发现变压器有漏电现象则可能是绝缘不良或受潮所引起的,此刻可将变压器拆下往来不断潮烘干。别的,调压变压器的各种碳刷或铜刷,在保护和所用不妥的状况下极简单磨损,其碎片和积炭往往因短路部分的线圈焚毁而焚毁变压器,因而平常要留意保护。

  集成块类

  电极开路或时通时断首要原因是电极间金属搬迁、电蚀和工艺问题。电极短路首要原因是电极间金属电分散、金属化工艺缺点或外来异物等。引线折断首要原因有线径不均,引线强度不行,热门应力和机械应力过大和电蚀等。电参数漂移首要原因是原资料缺点、可移动离子引起的反响等。机械磨损和封装裂缝首要由封装工艺缺点和环境应力过大等构成。可焊接性差首要由引线资料缺点、引线金属镀层不良、引线外表污染、腐蚀和氧化构成。无法作业一般是作业环境要素构成的。

  综上所述,咱们能够知道,为了确保设备或体系能牢靠地作业,关于电子元器件的牢靠性要求就十分高。牢靠性目标现已成为元器件的重要质量目标之一。了解了元器件的失效形式和失效机理,关于确诊设备毛病,坚持设备的牢靠性是十分重要的。

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