電子元器件的失效機理探究

蘇勝僖

（深圳市保車士科技有限公司，廣東 深圳 518000）

引言

電子元器件可靠性是指在全壽命周期內，在規定的時間和條件下完成規定功能的能力，是器件固有的一種屬性。電子元器件是構成電子產品的基本單元，是整個電子產品質量的基石。沒有質量可靠的元器件就不可能有質量可靠的電子產品。所以，在這一背景下，針對電子元器件的失效機理進行研究，并為后續相關電子元器件的運行、維護指明方向，就成為了未來電子元器件應用過程中迫在眉睫需要解決的問題之一。

一、電子元器件失效機理

（一）交付產品因元器件引起的可靠性質量問題

從某機載雷達產品交付部隊后返修結果看，四批次產品，部隊使用中出現6 個故障，由于元器件質量問題引起的有4 個。通過更換失效元器件后排除雷達故障，對失效元器件進一步失效分析，找出失效機理，屬于電源模塊設計問題，改進線路結構并驗證后，對同批次產品的某電源模塊全部更換，問題得以徹底解決[1]。

（二）電子元器件失效原因與模式

電子元器件是組成電子產品的最小單元，把好元器件質量關，從源頭上進行質量控制和篩檢，才能夠有效提高產品質量和性能。但是受元器件的自身缺陷或使用過程中的應力影響，容易出現開路、短路、性能下降等失效表現，依據其在系統中的地位和作用，對電子產品的質量和可靠性造成不同程度的影響。

（三）失效機理

1.元器件固有可靠性和使用可靠性受使用條件和工作環境的影響，造成元器件失效。2.“二次篩選”項目過多、過應力，造成元器件可靠性降低。或者項目過少、欠應力，使有缺陷元器件缺陷未能暴露出來。3.過分相信進口元器件好，技術工藝先進，不加甄別應用，結果把中低檔甚至假冒偽劣元器件當做“軍標”級來應用。4.對故障產品急于修復，一發現是某元器件失效造成的，用新的元器件更換后產品功能正常，問題解決，而不作進一步失效分析，質量隱患未能真正排除。5.生產過程如在裝配中的虛焊、緊固不到位，造成元器件失效[2]。

二、電子元器件的失效機理探究

（一）電阻器失效

縱觀以往的電子元器件設備失效機理研究來看，因為電阻元件造成的電子元器件失效問題是實際電子元器件運行過程中比較常見的失效機理之一，這一問題占據了全部電子元器件失效成因的百分20 以上，電子元器件中設計的電阻結構、工藝特征等很多因素的存在都會在一定程度上引發這一元器件在后續運行過程中出現電阻失效的問題。比如，就這一環節而言，比較常見的電阻器失效問題大都有兩中，一種為致命類型的失效問題，另一種則為參數漂移類型的失效問題，其中以致命類型的失效問題最為常見，實際電子元器件運行過程中的線路短路、硬件損傷、觸點損傷等都會引發這一致命失效問題的出現；近幾年，隨著電子元器件測定工作的深入，部分因為電阻數值漂移而引發的失效問題也逐漸的受到人們關注，實際電子元器件運行過程中大概有近15%的電阻器失效問題是因為這一因素造成的。需要注意的是，就這一電子元器件失效機理中還可以根據是否出現燒線問題劃分為燒線和非燒線兩種，需要技術人員結合實際的情況予以判定，繼而開展后續針對性的處理。

（二）電容的失效

首先，當電子元器件運行的過程中元器件出現材質老化、設備缺陷、污損等問題時就很容易導致電子元器件在實際的運行過程中擊穿電容，從而引發電子元器件運行的失效；其次，就電子元器件開路問題而言，造成這一問題的原因大都由于開路引出線與元器件電極接觸點之間出現腐蝕問題而導致的；第三，對于元器件設備參數突然改革而引發的電容失效問題來說，筆者認為出現這一故障問題的電子元器件大都長時間的處于潮濕的工作環境中，長時間的這一環境會是電子元器件中存在的金屬離子隨著電子元器件的運作發生轉移，造成參與應力的同時迫使元器件的電容參數發生退化，引發后續電容失效的問題，造成電子元器件運行的失效故障問題。針對電子元器件失效問題中電容因素而引發的故障問題來說是實際測試過程中比較容易發現的故障類型之一，但是，由于電子元器件在運行的過程中往往會呈現出多元件并聯的狀態，導致對這一故障具體位置確定的難度比較大，所以，在針對這一問題的檢測故障中，測試人員可以通過替換相同型號、容量電容的方式進行檢測，以此實現對電子元器件失效問題的檢驗，為后續維修指明方向[3]。

（三）電感和變壓器的失效

縱觀以往電子元器件組成中存在很多電感、變壓裝置，這些裝置一旦出現故障也會在一定程度上引發電子元器件出現失效的問題，所以，在實際的電子元器件失效問題檢驗環節，技術人員首先可以通過對電子元器件的電流、電阻進行檢驗的方式對元器件實際的電阻數值進行測量，從而確定元器件的最小標準數據同時將實驗數據與正常電子元器件運行的標準數據進行綜合性的對比，通過對比其兩者標準數據之間的參數差值來判斷電子元器件出現問題的部門，以此實現預期的電子元器件失效問題測試效果，為提升后續電子元器件的可靠性奠定基礎。

結束語

電子元器件的質量和可靠性，是產品應用可靠性的關鍵。為保證產品可靠性，應從元器件可靠性的選型和二次篩選兩方面抓好，選用有質量保證、實踐檢驗得出固有可靠性高的元器件。