Бу кәгазьдә электрон компонентларның уңышсызлык режимнары һәм уңышсызлык механизмнары өйрәнелә һәм аларның сизгер мохитләре электрон продуктлар дизайны өчен кайбер белешмәләр бирү өчен бирелә.
1. Типик компонентның уңышсызлык режимнары
Серия номеры
Электрон компонент исеме
Әйләнә-тирә мохит белән бәйле уңышсызлык режимнары
Экологик стресс
1. Электромеханик компонентлар
Тибрәнү кәтүкләрнең аруына һәм кабельләрнең йомшаруына китерә.
Тибрәнү, шок
2. Ярымүткәргеч микродулкынлы җайланмалар
Temperatureгары температура һәм температура шокы пакет материалы белән чип арасындагы, һәм пакет материалы белән пластик мөһерләнгән микродулкынлы монолит интерфейсында деламинациягә китерә.
Temperatureгары температура, температура шокы
3. Гибрид интеграль схемалар
Шок керамик субстрат ярылуга китерә, температура шокы конденсаторның электрод ярылуына китерә, һәм температура велосипедлары эретеп ябышуга китерә.
Шок, температура циклы
4. Дискрет җайланмалар һәм интеграль схемалар
Rылылык өзелү, чип эретү, эчке корыч бәйләнешенең өзелүе, пассивация катламының ярылуына китергән шок.
Highгары температура, шок, тибрәнү
5. Каршы компонентлар
Төп субстратның ярылуы, резистив фильмның ярылуы, корычның өзелүе
Шок, югары һәм түбән температура
6. Такта дәрәҗәсе чылбыры
Ватылган эретү буыннары, бакыр тишекләре.
Highгары температура
7. Электр вакуумы
Кайнар чыбыкның ару-талуы.
Тибрәнү
2, типик компонент уңышсызлык механизмы анализы
Электрон компонентларның уңышсызлык режимы бер генә түгел, гомуми нәтиҗә ясау өчен, типик компонентларның сизгер мохиткә толерантлык лимит анализының вәкиллекле өлеше генә.
2.1 Электромеханик компонентлар
Типик электромеханик компонентларга электр тоташтыргычлары, эстафеталар һ.б. керә. Уңышсызлык режимнары тиешенчә ике төр компонент структурасы белән тирән анализлана.
1) Электр тоташтыргычлары
Өч төп берәмлекнең кабыгы, изоляторы һәм контакт органы белән электр тоташтыручысы, уңышсызлык режимы контактның өзелүендә, изоляциянең өзелүендә һәм өч форманың механик уңышсызлыгында ясала.Электр тоташтыргычның контактның эшләмәве, эшләмәвенең төп формасы: мизгел тәнәфесендә контакт һәм контакт каршылыгы арта.Электр тоташтыргычлары өчен, контактка каршы тору һәм материаль үткәргеч каршылыгы булганга, электр тоташтыручы аша агым булганда, контактка каршы тору һәм металл материал үткәргеч каршылыгы Джул җылысын китерәчәк, Джуле җылылыгы җылылыкны арттырачак, нәтиҗәдә арту контакт ноктасының температурасы, артык югары контакт температурасы металлның контакт өслеген йомшарта, эретә яки кайнатырга ярдәм итәчәк, шулай ук контакт каршылыгын арттыра, шулай итеп контактның өзелүенә китерә..Highгары температуралы мохит ролендә контакт өлешләре шулай ук селкенү күренеше булып күренәчәк, контакт өлешләре арасындагы контакт басымы кими.Контакт басымы билгеле бер дәрәҗәдә кимегәндә, контактка каршы тору кискен артачак, һәм ниһаять, начар электр контактына китерә, нәтиҗәдә контакт өзелә.
Икенче яктан, саклау, ташу һәм эштәге электр тоташтыручысы төрле тибрәнү йөкләренә һәм тәэсир көченә дучар булачак, тышкы тибрәнү йөкләү дулкынлану ешлыгы һәм туган ешлыкка якын электр тоташтыргычлары электр тоташтыргыч резонанс ясаячак. феномен, нәтиҗәдә контакт кисәкләре арасындагы аерма зурайды, аерма билгеле бер дәрәҗәдә арта, контакт басымы шундук юкка чыгачак, нәтиҗәдә электр контакт "тиз арада өзелә".Тибрәнүдә, шок йөгендә, электр тоташтыручы эчке стресс тудырачак, стресс материалның уңыш көченнән артканда, материаль зыян һәм ватык китерәчәк;Бу озак вакытлы стресс ролендә материал шулай ук ару-талуны китерәчәк, һәм ахыр чиктә уңышсызлыкка китерәчәк.
2) Эстафета
Электромагнит эстафеталары, гадәттә, үзәкләрдән, кәтүкләрдән, арматуралардан, контактлардан, камышлардан һәм башкалардан тора.Индуктивлык кәтүгенең ике очына да билгеле бер көчәнеш кушылса, кәтүктә билгеле бер ток агып китәчәк, шулай итеп электромагнит эффекты барлыкка килсә, арматура электромагнит тарту көчен җиңәчәк, язгы үзәккә кире кайту өчен. үз чиратында арматураның хәрәкәт итүче контактларын һәм статик контактларны (гадәттә ачык контактларны) ябарга этәрә.Индуктивлык кәтүге эшләнгәндә, электромагнит сорау көче дә юкка чыга, арматура язның реакция көче астында оригиналь хәлгә кайтачак, шулай итеп хәрәкәт итүче контакт һәм оригиналь статик контакт (гадәттә ябык контакт) сорау.Бу сорау һәм чыгару, шулай итеп үткәрү максатына ирешә һәм схемада өзелә.
Электромагнит эстафеталарының гомуми уңышсызлыгының төп режимнары: эстафета гадәттә ачык, эстафета гадәттә ябылган, эстафета динамик язгы хәрәкәт таләпләргә туры килми, эстафетаның электр параметрлары ярлылардан артканнан соң контактны ябу.Электромагнит эстафетасы җитештерү процессы җитмәү сәбәпле, күпчелек электромагнит эстафетасы җитештерү процессында яшерен куркынычларның сыйфатын куя алмады, мәсәлән, механик стрессны җиңеләйтү вакыты бик кыска, формалашкан өлешләр деформацияләнгәннән соң механик структура барлыкка килә, калдыклар бетми. PIND тесты уңышсыз, хәтта уңышсызлыкка китерә, заводны сынау һәм скринкны куллану катгый түгел, шуңа күрә җайланманың кулланылмавы һ.б.Эстафеталарны үз эченә алган җиһазлар дизайнында, әйләнә-тирә мохитнең адаптациясенә игътибар итергә кирәк.
2.2 Ярымүткәргеч микродулкынлы компонентлар
Микродулкынлы ярымүткәргеч җайланмалар - Ge, Si һәм III ~ V катнаш ярымүткәргеч материаллардан ясалган компонентлар, микродулкынлы полосада эшли.Алар радар, электрон сугыш системалары һәм микродулкынлы элемтә системалары кебек электрон җиһазларда кулланыла.Микродулкынлы дискрет җайланма упаковкасы электр элемтәләрен һәм үзәк һәм кадаклар өчен механик һәм химик саклауны тәэмин итүдән тыш, торак дизайны һәм сайлануы шулай ук торак паразитик параметрларының җайланманың микродулкынлы тапшыру үзенчәлекләренә тәэсирен исәпкә алырга тиеш.Микродулкынлы торак шулай ук схеманың бер өлеше, ул тулы кертү һәм чыгу схемасын тәшкил итә.Шуңа күрә торакның формасы һәм структурасы, зурлыгы, диэлектрик материал, үткәргеч конфигурациясе һ.б. компонентларның микродулкынлы характеристикаларына һәм куллану аспектларына туры килергә тиеш.Бу факторлар сыйдырышлык, электр корычына каршы тору, характерлы импеданс, торба торбасының үткәргеч һәм диэлектрик югалтулары кебек параметрларны билгели.
Экологик яктан уңышсызлык режимнары һәм микродулкынлы ярымүткәргеч компонентлар механизмнары, нигездә, капка металл линкасын һәм резистив үзлекләрнең деградациясен үз эченә ала.Капка металл чокыры капка металлының (Ау) термаль тизләштерелгән диффузиясе аркасында килеп чыга, шуңа күрә бу уңышсызлык механизмы, нигездә, тизләтелгән тормыш сынаулары яки бик югары температура эшләгәндә була.Капка металлының (Ау) GaA'ларга таралу тизлеге - капка металл материалының диффузия коэффициенты, температура һәм материал концентрациясе градиенты.Камил такталар структурасы өчен җайланманың эшләве гадәти эш температурасында бик әкрен диффузия тизлегенә тәэсир итми, ләкин кисәкчәләр чикләре зур булганда яки өслек җитешсезлекләре күп булганда диффузия тизлеге зур булырга мөмкин.Резисторлар гадәттә микродулкынлы монолит интеграль схемаларда кире элемтә схемалары өчен кулланыла, актив җайланмаларның ике як ноктасын куя, изоляция, көч синтезы яки кушылу ахыры, каршылыкның ике структурасы бар: металл пленкага каршы тору (TaN, NiCr) һәм җиңел допланган GaAs. нечкә катлам каршылыгы.Тестлар шуны күрсәтә: дым аркасында килеп чыккан NiCr каршылыгының деградациясе аның уңышсызлыгының төп механизмы.
2.3 Гибрид интеграль схемалар
Традицион гибрид интеграль схемалар, калын пленка белешмә тасмасының субстрат өслеге буенча, нечкә пленка гид тасмасы процессы калын кино гибрид интеграль схемалар һәм нечкә кино гибрид интеграль схемалар ике категориягә бүленә: кайбер кечкенә басма схема (PCB), басма схема аркасында яссы такта өслегендә кино формасында, үткәргеч үрнәк формалаштыру, шулай ук гибрид интеграль схемалар классификациясе.Күп чиплы компонентлар барлыкка килү белән, бу алдынгы гибрид интеграль схема, аның субстрат уникаль күп катламлы чыбык структурасы һәм тишек процесс технологиясе компонентларны кулланылган субстрат белән синоним булган югары тыгызлыктагы үзара бәйләнеш структурасында гибрид интеграль схемага әйләндерде. күп чиплы компонентларда һәм үз эченә ала: нечкә пленка күп катламлы, калын пленка күп катлы, югары температурада бергә, түбән температурада бергә, кремний нигезендә, PCB күпкатлы субстрат һ.б.
Гибрид интеграль схема экологик стресс җитешсезлеге режимнары, нигездә, субстрат ярылу һәм компонентлар һәм калын кино үткәргечләр, компонентлар һәм нечкә кино үткәргечләр, субстрат һәм торак арасында эретеп ябыштыру аркасында килеп чыккан электр ачык чылбырны үз эченә ала.Продукция төшүеннән механик тәэсир, эретү эшеннән җылылык шокы, субстрат битнең тигезсезлеге аркасында килеп чыккан өстәмә стресс, субстрат һәм металл торак һәм бәйләү материалы арасындагы җылылык туры килмәү аркасында стресс, субстратның эчке җитешсезлекләре аркасында килеп чыккан җылылык стресс концентрациясе, потенциаль зыян. субстрат бораулау һәм субстрат җирле микро ярыкларны кисү аркасында килеп чыга, ахыр чиктә керамик субстратның механик көченнән зуррак тышкы механик стресска китерә, нәтиҗә уңышсыз.
Солдер структуралары кабат велосипедта стресска бирелергә мөмкин, бу эретү катламының җылылык аруына китерергә мөмкин, нәтиҗәдә бәйләнеш көче кими һәм җылылык каршылыгы арта.Калай нигезендәге эретеп ябыштыручы класс өчен температураның цикллы стресс роле катлам катламының җылылык аруына китерә, эретеп тоташкан ике структураның җылылык киңәю коэффициенты туры килми, эретеп ябышу деформациясе яки кыру деформациясе, кат-каттан соң, ару катламы киңәю һәм киңәйтү белән, эретеп ябыштыручы катламның ару-талуына китерә.
2.4 Дискрет җайланмалар һәм интеграль схемалар
Ярымүткәргеч дискрет җайланмалар диодларга, биполяр транзисторларга, MOS кыр эффект трубаларына, тиристорларга һәм киң категорияләр буенча изоляцияләнгән капка биполяр транзисторларына бүленәләр.Интеграль схемалар бик күп кушымталарга ия һәм аларның функцияләре буенча өч категориягә бүленергә мөмкин, алар санлы интеграль схемалар, аналог интеграль схемалар һәм катнаш санлы-аналог интеграль схемалар.
1) Дискрет җайланмалар
Дискрет җайланмалар төрле типта, төрле функцияләре һәм процесслары аркасында, үзенчәлеккә ия, уңышсызлык эшендә зур аермалар бар.Ләкин, ярымүткәргеч процесслар формалашкан төп җайланмалар буларак, аларның уңышсызлык физикасында кайбер охшашлыклар бар.Тышкы механика һәм табигый мохит белән бәйле төп уңышсызлыклар - җылылык өзелү, динамик кар көчлеге, чип эретү һәм эчке корыч бәйләнешенең өзелүе.
Rылылык өзелүе: rылылык өзелү яки икенчел өзелү - ярымүткәргеч энергия компонентларына тәэсир итүче төп уңышсызлык механизмы, һәм куллану вакытында китерелгән зыянның күбесе икенчел өзелү күренеше белән бәйле.Икенчел бүленеш алга таба икенчел бүленешкә һәм кире икенчел бүленешкә бүленә.Беренчесе, нигездә, җайланманың үз җылылык үзлекләре белән бәйле, мәсәлән, җайланманың допинг концентрациясе, эчке концентрация һ.б., соңгысы космик корылма өлкәсендә ташучыларның кар көчлеген арттыру белән бәйле (мәсәлән, коллектор янында) шуларның һәрвакыт җайланма эчендәге ток концентрациясе белән бергә бара.Мондый компонентларны кулланганда, җылылык саклауга һәм җылылык таралуга аерым игътибар бирелергә тиеш.
Динамик кар көчәнеше: Тышкы яки эчке көчләр аркасында динамик ябылу вакытында, ирекле йөртүче концентрациясе тәэсирендә булган җайланма эчендә булган агымдагы контрольдә тотылган бәрелешү ионлаштыру күренеше динамик кар көчәнешенә китерә, ул биполяр җайланмаларда, диодларда һәм IGBTларда булырга мөмкин.
Чип эретеп ябышу: Төп сәбәп - чип һәм эретүче төрле җылылык киңәю коэффициентлары булган төрле материаллар, шуңа күрә югары температурада җылылык туры килмәү.Моннан тыш, эретүче бушлыклар җайланманың җылылык каршылыгын арттыра, җылылыкның таралуын начаррак итә һәм җирле территориядә кайнар нокталар барлыкка китерә, тоташу температурасын күтәрә һәм электромиграция кебек температура белән бәйле уңышсызлыкларга китерә.
Эчке корычны бәйләү уңышсызлыгы: нигездә тоташу ноктасында коррозия уңышсызлыгы, кайнар һәм дымлы тоз спрей мохитендә су парлары, хлор элементлары һ.б. тәэсире аркасында алюминий коррозиясе аркасында килеп чыга.Алюминий бәйләнешенең ару-талуы температура циклы яки тибрәнү аркасында килеп чыга.Модуль пакетындагы IGBT зурлыгы зур, һәм ул тиешенчә урнаштырылмаган булса, стресс концентрациясенә китерү бик җиңел, нәтиҗәдә модульнең эчке чыбыкларының ару-талуы өзелә.
2) Интеграль схема
Интеграль схемаларның уңышсызлык механизмы һәм әйләнә-тирә мохитне куллану бик яхшы мөнәсәбәттә, дымлы мохиттә дым, статик электр яки электр чыгу аркасында китерелгән зыян, текстны артык куллану һәм радиациясез радиация мохитендә интеграль схемалар куллану. каршылыкны ныгыту җайланманың ватылуына да китерергә мөмкин.
Алюминий белән бәйле интерфейс эффектлары: Кремнийга нигезләнгән материаллар булган электрон җайланмаларда SiO2 катламы диэлектрик пленка буларак киң кулланыла, һәм алюминий еш үзара бәйләнеш линиясе өчен материал буларак кулланыла, SiO2 һәм югары температурада алюминий химик реакция булачак, алюминий катламы нечкә була, реакция куллану аркасында SiO2 катламы бетсә, алюминий белән кремний арасында туры элемтәгә китерәчәк.Моннан тыш, алтын корыч чыбык һәм алюминий үзара бәйләнеш сызыгы яки алюминий бәйләү чыбыклары һәм трубка кабыгының алтын капланган корыч чыбыкларын бәйләү Au-Al интерфейс контактын тудырачак.Бу ике металлның төрле химик потенциалы аркасында, озак вакыт кулланганнан соң яки 200 above югары температурада сакланганнан соң, төрле интерметаль кушылмалар җитештереләчәк, һәм аларның тактасы тотрыклылыгы һәм җылылык киңәю коэффициентлары төрле, тоташу ноктасында. зур стресс, үткәрүчәнлек кечкенә була.
Металлизация коррозиясе: Чиптагы алюминий тоташу линиясе кайнар һәм дымлы шартларда су парлары белән коррозиягә бирелергә мөмкин.Бәяләр офсеты һәм җиңел масса җитештерү аркасында, күп интеграль схемалар резин белән капланган, ләкин су парлары резин аша алюминий үзара бәйләнешкә барып җитә ала, һәм тыштан китерелгән яки резинда эретелгән пычраклар металл алюминий белән эш итә. алюминий үзара коррозия.
Су парлары аркасында деламинация эффекты: пластик IC - пластик һәм башка резин полимер материаллар белән капланган интеграль схема, пластик материал белән металл каркас һәм чип арасында деламинация эффектына өстәп (гадәттә "попорн" эффекты дип атала), чайыр материалы су парларының adsorbsion үзенчәлекләренә ия булганлыктан, су парларының adsorption аркасында килеп чыккан деламинация эффекты җайланманың эшләмәвенә китерәчәк..Уңышсызлык механизмы - пластик мөһер материалында суның югары температурада тиз киңәюе, пластмасса белән аны башка материаллар белән бәйләү, һәм җитди очракларда пластик мөһерләү органы ярылыр.
2.5 Конденсатор резистив компонентлар
1) Резисторлар
Гомуми булмаган резисторларны резистор организмында кулланылган төрле материаллар буенча дүрт төргә бүлеп була, ягъни эретү төре, кино төре, калын кино тибы һәм синтетик тип.Туры резисторлар өчен төп уңышсызлык режимнары - ачык схема, электр параметры дрифты һ.б.потенциометрлар өчен төп уңышсызлык режимнары - ачык схема, электр параметрлары дрифты, тавыш арту һ.б. куллану мохите шулай ук резистор картайуга китерәчәк, бу электрон җиһаз тормышына зур йогынты ясый.
Оксидлаштыру: Резистор организмын оксидлаштыру каршылык кыйммәтен арттырачак һәм резисторның картайуына китергән иң мөһим фактор булып тора.Кыйммәтле металллардан һәм эретмәләрдән ясалган резистор органнарыннан кала, барлык материаллар һавада кислород белән бозылачак.Оксидлаштыру - озак вакытлы эффект, һәм башка факторларның йогынтысы әкренләп кимегәндә, оксидлашу төп факторга әйләнәчәк, һәм югары температура һәм югары дымлы мохит резисторларның оксидлашуын тизләтәчәк.Төгәл резисторлар һәм югары каршылык бәясе резисторлары өчен, оксидлашуны булдырмау өчен төп чара мөһерне саклау.Мөһерләү материаллары органик булмаган материаллар булырга тиеш, мәсәлән, металл, керамика, пыяла һ.б. Органик саклагыч катлам дым үткәрүчәнлеген һәм һаваның үткәрүчәнлеген тулысынча булдыра алмый, һәм оксидлашуда һәм adsorptionда тоткарлаучы роль уйный ала.
Бәйләүченең картайуы: Органик синтетик резисторлар өчен органик бәйләүченең картлыгы - резисторның тотрыклылыгына тәэсир итүче төп фактор.Органик бәйләүче, нигездә, синтетик резин, ул резистор җитештерү процессында җылылык белән эшкәртеп, югары полимерлаштырылган термосетинг полимерына әверелә.Полимер картайуга китергән төп фактор - оксидлашу.Оксидлаштыру аркасында барлыкка килгән ирекле радикаллар полимер молекуляр бәйләнешләренең эленүенә китерә, бу полимерны тагын да дәвалый һәм ватык итә, нәтиҗәдә эластиклык һәм механик зыян.Бәйләүченең дәвалануы резисторның күләменең кимүенә китерә, үткәргеч кисәкчәләр арасындагы контакт басымын арттыра һәм контакт каршылыгын киметә, нәтиҗәдә каршылык кими, ләкин бәйләүчегә механик зыян да каршылыкны арттыра.Гадәттә бәйләүчене дәвалау моңа кадәр була, механик зыяннан соң була, шуңа күрә органик синтетик резисторларның каршылык бәясе түбәндәге үрнәкне күрсәтә: кайберәүләр сәхнә башында кими, аннары артырга борыла, һәм үсеш тенденциясе бар.Полимерларның картайуы температура һәм яктылык белән тыгыз бәйләнгәнлектән, синтетик резисторлар югары температура шартларында һәм көчле яктылык тәэсирендә картлыкны тизләтәчәк.
Электр йөге астында картлык: Резисторга йөк куллану аның картайу процессын тизләтәчәк.DC йөге астында электролитик хәрәкәт нечкә пленка резисторларына зыян китерергә мөмкин.Электролиз чокырланган резистор оялары арасында барлыкка килә, һәм резистор субстрат керамик яки пыяла материал булса, алкал металл ионнары булса, ионнар электр кыры хәрәкәтләре астында хәрәкәтләр астында хәрәкәт итәләр.Дымлы шартларда бу процесс тагын да көчлерәк дәвам итә.
2) Конденсаторлар
Конденсаторларның уңышсызлык режимнары - кыска схема, ачык схема, электр параметрларының деградациясе (сыйдырышлыкны үзгәртү, тангент югалту почмагын арттыру һәм изоляциягә каршы торуны киметү), сыеклык агып чыгу һәм коррозия коррозиясе.
Кыска схема: temperatureгары температурада һәм түбән һава басымы полюслар арасындагы читтә очучы дуга конденсаторларның кыска схемасына китерәчәк, өстәвенә, тышкы шок кебек механик стресс шулай ук диэлектрикның кыска схемасына китерәчәк.
Ачык схема: Дымлы һәм кайнар мохит аркасында корыч чыбыкларны һәм электрод контактларын оксидлаштыру, нәтиҗәдә түбән дәрәҗәдәге үтеп керү һәм анод корыч фольга коррозия сынуы.
Электр параметрларының деградациясе: Дымлы мохит тәэсире аркасында электр параметрларының деградациясе.
2.6 Такта дәрәҗәсендәге схема
Басылган схема тактасы, нигездә, изоляцион субстраттан, металл чыбыклардан һәм төрле чыбыкларны тоташтыручы, эретеп ябыштыручы компонентлардан тора.Аның төп роле - электрон компонентлар өчен ташучы белән тәэмин итү, һәм электр һәм механик тоташу ролен уйнау.
Басылган схема тактасының уңышсызлык режимы, нигездә, начар эретү, ачык һәм кыска схема, чәчәк ату, тактаны деламинацияләү, такта өслеге коррозиясе яки төссезләнү, такта бөкләү.
Пост вакыты: 21-2022 ноябрь