一、电阻常见失效模式电阻器由于结构较为简单工艺成熟通常失效率相对较低。器失效主要表现为以下几种阻值漂移老化后通常发生通过老化试验进行筛选规避该问题开路在受到瞬间过功率冲击的时候可能导致开路控制电阻的瞬态功率烧毁长时间在的定功率以上时可能会发生烧焦甚至烧毁一般为开路控制电阻的稳态功率断线开路线绕电阻器受到机械应力或者瞬时过功率冲击时可能发生引脚断裂电阻器引脚不可反复弯曲焊接问题超存储期、引出端氧化、镀层不佳、引出端严重不对称都可能导致虚焊等焊接问题。硫化这种电极一般是银钯合金。由于电阻表面的二次保护层和焊接端头不是严丝合缝的。导致面电极部分暴露在空气中。因此当空气中含有大量硫化气体时银被硫化物反应成硫化银。由于硫化银不导电所以随着电阻被硫化电阻值逐渐增大直至最终成为开路。二、失效模式与失效机理的定义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。1、电阻器的主要失效模式与失效机理公式为失效模式失效机理1) 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。2) 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。3) 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。4) 短路银的迁移电晕放电。2、失效模式占失效总比例表(1)、线绕电阻失效模式占失效总比例开路90%短路3%阻值漂移2%引线断裂4%其他1%(2)、非线绕电阻失效模式占失效总比例开路50%短路10%阻值漂移22%引线断裂10%其他8%3、失效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。(1)、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 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。通常温度每升高10℃寿命缩短一半。如果过负荷使电阻器温升超过额定负荷时温升50℃则电阻器的寿命仅为正常情况下寿命的1/32。可通过不到四个月的加速寿命试验即可考核电阻器在10年期间的工作稳定性。直流负荷—电解作用直流负荷作用下电解作用导致电阻器老化。电解发生在刻槽电阻器槽内电阻基体所含的碱金属离子在槽间电场中位移产生离子电流。湿气存在时电解过程更为剧烈。如果电阻膜是碳膜或金属膜则主要是电解氧化如果电阻膜是金属氧化膜则主要是电解还原。对于高阻薄膜电阻器电解作用的后果可使阻值增大沿槽螺旋的一侧可能出现薄膜破坏现象。在潮热环境下进行直流负荷试验可全面考核电阻器基体材料与膜层的抗氧化或抗还原性能以及保护层的防潮性能。(2)、硫化有一批现场仪表在某化工厂使用一年后仪表纷纷出现故障。经分析发现仪表中使用的厚膜贴片电阻阻值变大了甚至变成开路了。把失效的电阻放到显微镜下观察可以发现电阻电极边缘出现了黑色结晶物质进一步分析成分发现黑色物质是硫化银晶体。原来电阻被来自空气中的硫给腐蚀了。(3)气体吸附与解吸膜式电阻器的电阻膜在晶粒边界上或导电颗粒和黏结剂部分总可能吸附非常少量的气体它们构成了晶粒之间的中间层阻碍了导电颗粒之间的接触从而明显影响阻值。合成膜电阻器是在常压下制成在真空或低气压工作时将解吸部分附气体改善了导电颗粒之间的接触使阻值下降。同样在真空中制成的热分解碳膜电阻器直接在正常环境条件下工作时将因气压升高而吸附部分气体使阻值增大。如果将未刻的半成品预置在常压下适当时间则会提高电阻器成品的阻值稳定性。温度和气压是影响气体吸附与解吸的主要环境因素。对于物理吸附降温可增加平衡吸附量升温则反之。由于气体吸附与解吸发生在电阻体的表面。所以对膜式电阻器的影响较为显著。阻值变化可达1%~2%。(4)氧化氧化是长期起作用的因素与吸附不同氧化过程是由电阻体表面开始逐步向内部深入。除了贵金属与合金薄膜电阻外其他材料的电阻体均会受到空气中氧的影响。氧化的结果是阻值增大。电阻膜层愈薄氧化影响就更明显。防止氧化的根本措施是密封金属、陶瓷、玻璃等无机材料。采用有机材料塑料、树脂等涂覆或灌封不能完全防止保护层透湿或透气虽能起到延缓氧化或吸附气体的作用但也会带来与有机保护层有关的些新的老化因素。(4)、有机保护层的影响有机保护层形成过程中放出缩聚作用的挥发物或溶剂蒸气。热处理过程使部分挥发物扩散到电阻体中引起阻值上升。此过程虽可持续1~2年但显著影响阻值的时间约为2~8个月为了保证成品的阻值稳定性把产品在库房中搁置一段时间再出厂是比较适宜的。(5)、机械损伤电阻的可靠很大程度上取决于电阻器的机械性能。电阻体、引线帽和引出线等均应具有足够的机械强度基体缺陷、引线帽损坏或引线断裂均可导致电阻器失效。