元器件的失效機(jī)理有哪些？
失效直接受濕度、溫度、電壓、機(jī)械等因素的影響。 1、溫度導(dǎo)致失效：1.1環(huán)境溫度是導(dǎo)致元件失效的重要因素。溫度變化對(duì)半導(dǎo)體器件的影響：構(gòu)成雙極型半導(dǎo)體器件的基本單元P-N結(jié)對(duì)溫度的變化很敏感，當(dāng)P-N結(jié)反向偏置時(shí)，由少數(shù)載流子形成的反向漏電流受溫度的變化影響，其關(guān)系為：
式中：ICQ―――溫度T0C時(shí)的反向漏電流 ICQR――溫度TR℃時(shí)的反向漏電流
T－TR――溫度變化的絕對(duì)值由上式可以看出，溫度每升高10℃，ICQ將增加一倍。這將造成晶體管放大器的工作點(diǎn)發(fā)生漂移、晶體管電流放大系數(shù)發(fā)生變化、特性曲線發(fā)生變化，動(dòng)態(tài)范圍變小。
溫度與允許功耗的關(guān)系如下：
式中：PCM―――最大允許功耗 TjM―――最高允許結(jié)溫 T――――使用環(huán)境溫度 RT―――熱阻由上式可以看出，溫度的升高將使晶體管的最大允許功耗下降。
由于P-N結(jié)的正向壓降受溫度的影響較大，所以用P-N為基本單元構(gòu)成的雙極型半導(dǎo)體邏輯元件（TTL、HTL等集成電路）的電壓傳輸特性和抗干擾度也與溫度有密切的關(guān)系。當(dāng)溫度升高時(shí)，P-N結(jié)的正向壓降減小，其開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)電平都將減小，這就使得元件的低電平抗干擾電壓容限隨溫度的升高而變??；高電平抗干擾電壓容限隨溫度的升高而增大，造成輸出電平偏移、波形失真、穩(wěn)態(tài)失調(diào)，甚至熱擊穿。
2.1 溫度變化對(duì)電阻的影響溫度變化對(duì)電阻的影響主要是溫度升高時(shí)，電阻的熱噪聲增加，阻值偏離標(biāo)稱值，允許耗散概率下降等。比如，RXT系列的碳膜電阻在溫度升高到100℃時(shí)，允許的耗散概率僅為標(biāo)稱值的20％。但我們也可以利用電阻的這一特性，比如，有經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的一類電阻：PTC（正溫度系數(shù)熱敏電阻）和NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻），它們的阻值受溫度的影響很大。對(duì)于PTC，當(dāng)其溫度升高到某一閾值時(shí)，其電阻值會(huì)急劇增大。利用這一特性，可將其用在電路板的過(guò)流保護(hù)電路中，當(dāng)由于某種故障造成通過(guò)它的電流增加到其閾值電流后，PTC的溫度急劇升高，同時(shí)，其電阻值變大，限制通過(guò)它的電流，達(dá)到對(duì)電路的保護(hù)。而故障排除后，通過(guò)它的電流減小，PTC的溫度恢復(fù)正常，同時(shí)，其電阻值也恢復(fù)到其正常值。對(duì)于NTC，它的特點(diǎn)是其電阻值隨溫度的升高而減小。
3、濕度導(dǎo)致失效濕度過(guò)高，當(dāng)含有酸堿性的灰塵落到電路板上時(shí)，將腐蝕元器件的焊點(diǎn)與接線處，造成焊點(diǎn)脫落，接頭斷裂。
濕度過(guò)高也是引起漏電耦合的主要原因。
而濕度過(guò)低又容易產(chǎn)生靜電，所以環(huán)境的濕度應(yīng)控制在合理的水平。
4、過(guò)高電壓導(dǎo)致器件失效施加在元器件上的電壓穩(wěn)定性是保證元器件正常工作的重要條件。過(guò)高的電壓會(huì)增加元器件的熱損耗，甚至造成電擊穿。對(duì)于電容器而言，其失效率正比于電容電壓的5次冪。對(duì)于集成電路而言，超過(guò)其最大允許電壓值的電壓將造成器件的直接損壞。
5、振動(dòng)、沖擊影響：機(jī)械振動(dòng)與沖擊會(huì)使一些內(nèi)部有缺陷的元件加速失效，造成災(zāi)難性故障，機(jī)械振動(dòng)還會(huì)使焊點(diǎn)、壓線點(diǎn)發(fā)生松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良；若振動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)線不應(yīng)有的碰連，會(huì)產(chǎn)生一些意象不到的后果。
可能引起的故障模式，及失效分析。
電氣過(guò)應(yīng)力（Electrical Over Stress，EOS）是一種常見(jiàn)的損害電子器件的方式，是元器件常見(jiàn)的損壞原因，其表現(xiàn)方式是過(guò)壓或者過(guò)流產(chǎn)生大量的熱能，使元器件內(nèi)部溫度過(guò)高從而損壞元器件（大家常說(shuō)的燒壞），是由電氣系統(tǒng)中的脈沖導(dǎo)致的一種常見(jiàn)的損害電子器件的方式。
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