13 Электроника Лекции в презентациях 2012
.pdf
Обзор механизмов отказов
|
Устройство |
Наблюдаемый отказ |
Возможная причина |
|
|
|
|
|
|
|
Трансформаторы |
Обрыв |
Электрическая и тепловая |
|
|
|
|
перегрузка |
|
|
|
|
Физический контакт |
витков |
|
|
Замыкание между |
обмоток вследствие электрической |
|
|
|
и тепловой перегрузок, |
плохая |
|
|
|
обмотками |
||
|
|
изоляция обмоток и сердечника, |
||
|
|
|
||
|
|
|
низкая прочность диэлектрика |
|
|
|
Высокая индуктивность |
Плохая разработка или техника |
|
|
|
рассеяния и емкость |
намотки |
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокие омические |
|
|
|
|
потери и потери на |
Плохая разработка |
|
|
|
вихревые токи |
|
|
|
Реле |
Разрушение контактов, |
Электрическая дуга, коррозия |
|
|
включая коррозию |
загрязняющими веществами из-за |
||
|
|
|||
|
|
|
плохой герметичности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
Обзор механизмов отказов
Устройство |
Наблюдаемый отказ |
Возможная причина |
|
|
|
|
|
|
Оплавление контактов |
Электрическая перегрузка (высокий ток) |
|
|
Разрушение катушки |
Электрическая перегрузка (высокий ток) |
|
Реле |
Разрушение |
Перегрев при пайке или электрической |
|
|
пластмассового |
||
|
перегрузке |
|
|
|
корпуса |
|
|
|
|
|
|
Печатные |
|
Перегрев во время пайки из-за |
|
платы |
Изменение цвета |
передачи тепла от нагревающих |
|
|
|
компонентов |
|
|
Расслоение материала |
Перегрев во время пайки или из-за |
|
|
теплового излучения нагревающихcя |
||
|
платы |
||
|
компонентов |
|
|
|
|
|
|
|
|
Перегрев во время пайки, неправильно |
|
|
Деформация |
выбранная толщина материала, плохая |
|
|
топология платы, монтаж больших |
||
|
|
||
|
|
элементов без дополнительного крепления |
|
|
|
|
|
|
Вспучивание |
Высокая температура |
12 |
|
|
||
Внешние признаки теплового пробоя
Свидетельства воздействия импульсного перенапряжения:
Видимые следы поверхностного пробоя в форме черных линий на дорожках плат и контактах штекеров, маленькие пузырьки на плате;
Взорвавшиеся электронные компоненты: резисторы, полупроводники, микросхемы;
Изогнутые соединительные провода разрушенных компонентов, например, резисторов;
Взорванные коммутирующие устройства, например, УЗО;
Локальные поверхностные пробои кабельной изоляции;
Предохранители не сработали из-за слишком короткой длительности импульса (единицы или десятки микросекунд).
Свидетельства длительной перегрузки:
Видимые следы горения и следы теплового воздействия в виде вздутий на платах;
Оплавленные изоляция кабеля и штекеры;
Следы воздействия тепла на корпуса приборов в виде деформации;
Сгоревшие электронные компоненты;
Входные предохранители могли сработать.
13
Тепловой пробой
14
Импульсные перенапряжения
|
Последствия воздействия |
Последствие воздействия |
|
импульсного перенапряжения |
токов перегрузки |
|
|
|
15
Факторы внешней среды, влияющие на параметры полупроводниковых приборов
Вид внешнего |
Вызываемые или |
Типичные дефекты |
||
воздействия |
ускоряемые процессы |
|
|
|
|
|
|
||
Повышенная |
Высыхание защитных |
Тепловой пробой. |
||
температура |
покрытый и деформация их. |
Увеличение |
обратных |
|
|
Выделение газов. |
токов. |
|
|
|
Расплавление. |
|
Потеря герметичности. |
|
|
Растрескивание |
кристаллов. |
Обрывы и короткие |
|
|
Миграция ионов примесей и |
замыкания |
|
|
|
влаги. |
|
|
|
|
Изменение электрических |
|
|
|
|
характеристик |
полупроводника |
|
|
|
|
|
||
Пониженная |
Конденсация влаги. |
Лавинный пробой. |
||
температура |
Растрескивание |
кристаллов. |
Снижение коэффициента |
|
|
Изменение электрических |
передачи. |
|
|
|
характеристик |
полупроводника |
Потеря герметичности. |
|
|
|
|
Обрывы и короткие |
|
|
|
|
замыкания |
|
|
|
|
|
|
Повышенная |
Адсорбция и |
абсорбция |
Изменение |
электрических |
влажность |
влаги. Химические реакции с |
параметров. Появление |
||
|
влагой. Электролиз. Коррозия |
нестабильности. Коррозия |
||
|
|
|
выводов и корпуса. |
|
|
|
|
Повреждения лакокрасочных |
|
|
|
|
покрытий |
16 |
|
|
|
|
|
Факторы внешней среды, влияющие на параметры полупроводниковых приборов
|
|
|
|
|
|
|
Вид внешнего |
Вызываемые или |
Типичные дефекты |
|
|
воздействия |
ускоряемые процессы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Резкие изменения |
Механические напряжения в |
Потеря герметичности. |
|
|
температуры |
местах спаев. |
Обрывы и короткие |
|
|
|
Растрескивание кристаллов. |
замыкания. |
|
|
|
Растрескивание и |
Изменение |
|
|
|
деформация покрытый |
электрических |
|
|
|
|
Параметров |
|
|
|
|
|
|
|
Пониженное |
Ухудшение теплоотдачи |
Перегрев |
|
|
давление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механические |
Механические напряжения. |
Обрывы и короткие |
|
|
ускорения |
Усталость |
замыкания. |
|
|
|
|
Потеря герметичности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17
Повреждения, вызываемые электростатическими разрядами
Максимальные значения возникающих в различных случаях электростатических потенциалов:
Объект, получающий заряд |
Напряжение, В |
|
|
Человек, идущий в ботинках на каучуковых подошвах |
1000 |
|
|
Человек, идущий по ковру в ботинках на каучуковых |
14000 |
подошвах |
|
|
|
Человек, идущий по полу, вымощенному плиткой, в |
13 000 |
ботинках на каучуковых подошвах |
|
|
|
Человек, идущий по деревянному полу |
800 |
|
|
Человек, сидящий на рабочем месте |
3000 |
|
|
Целлулоид при трении |
40 000 |
|
|
Газ, выходящий из баллона со сжатым газом |
9000 |
|
|
Свободно капающий бензин |
4000 |
|
|
18
Повреждения, вызываемые электростатическими разрядами
19
Повреждения, вызываемые электростатическими разрядами
разрыв тонких оксидных плёнок в полупроводниковых устройствах как следствие пробоя диэлектрика;
плавление проводников и областей металлизации как следствие перегрева при воздействии высокого напряжения;
запирание КМОП-устройств вследствие возникновения паразитных p-n- p-n структур;
ухудшение параметров или скрытые дефекты в структуре компонентов, не приводящие к немедленному выходу устройства из строя, но делающие работу системы неустойчивой и провоцирующие эксплуатационные отказы в жёстких условиях;
наведение мощных электрических полей, приводящих к возникновению помех и сбоев в работе расположенных рядом электронных устройств.
20