Nan papye sa a, yo etidye mòd echèk ak mekanis echèk nan eleman elektwonik ak anviwònman sansib yo bay kèk referans pou konsepsyon pwodwi elektwonik.
1. Mòd echèk eleman tipik
Nimewo seri
Non eleman elektwonik
Mòd echèk ki gen rapò ak anviwònman an
Estrès anviwònman an
1. Elektwomekanik konpozan
Vibration lakòz fatig kraze nan bobin ak detachman nan câbles.
Vibration, chòk
2. Semiconductor aparèy mikwo ond
Segondè tanperati ak chòk tanperati mennen nan delaminasyon nan koòdone ki genyen ant materyèl la pakè ak chip la, ak ant materyèl la pake ak koòdone nan detantè chip nan monolit la mikwo ond plastik-sele.
Segondè tanperati, chòk tanperati
3. Sikui entegre ibrid
Chòk mennen nan fann substra seramik, chòk tanperati mennen nan kondansateur fen elektwòd fann, ak monte bisiklèt tanperati mennen nan echèk soude.
Chòk, sik tanperati
4. Aparèy diskrè ak sikwi entegre
Pann tèmik, echèk soude chip, echèk lyezon plon enteryè, chòk ki mennen nan rupture kouch pasivasyon.
Segondè tanperati, chòk, Vibration
5. Konpozan rezistan
Nwayo rupture substrate, rupture fim reziste, rupture plon
Chòk, tanperati ki wo ak ba
6. Komisyon Konsèy nivo kous
Jwenti soude fann, twou kòb kwiv mete fraktire.
Tanperati ki wo
7. Elektrik vakyòm
Ka zo kase fatig nan fil cho.
Vibration
2, analiz mekanis echèk eleman tipik
Mòd echèk nan eleman elektwonik se pa yon sèl, se sèlman yon pati reprezantan nan eleman yo tipik sansib anviwònman tolerans limit analiz, yo nan lòd yo ka resevwa yon konklizyon pi jeneral.
2.1 Konpozan elektwomekanik
Konpozan elektwomekanik tipik yo enkli konektè elektrik, rle, elatriye mòd echèk yo analize an pwofondè ak estrikti a nan de kalite eleman yo respektivman.
1) Konektè elektrik
Konektè elektrik pa koki, izolan ak kò kontak nan twa inite debaz yo, se mòd nan echèk rezime nan echèk nan kontak, echèk izolasyon ak echèk mekanik nan twa fòm yo nan echèk.Fòm prensipal la nan echèk nan konektè elektrik la pou echèk la kontak, echèk la nan pèfòmans li yo: kontak sou repo a enstantane ak rezistans kontak ogmante.Pou konektè elektrik, akòz egzistans rezistans kontak ak rezistans kondiktè materyèl, lè gen koule aktyèl nan konektè elektrik la, rezistans kontak ak rezistans kondiktè materyèl metal yo pral jenere chalè Joule, chalè Joule ap ogmante chalè, sa ki lakòz yon ogmantasyon nan la. tanperati nan pwen kontak la, tanperati pwen kontak twò wo pral fè sifas kontak metal la ralantisman, k ap fonn oswa menm bouyi, men tou, ogmante rezistans kontak la, kidonk deklanche echèk kontak..Nan wòl nan anviwònman tanperati ki wo, pati yo kontak yo ap parèt tou fenomèn ranpe, fè presyon an kontak ant pati yo kontak diminye.Lè presyon kontak la redwi nan yon sèten limit, rezistans kontak la ap ogmante sevè, epi finalman lakòz kontak elektrik pòv, sa ki lakòz echèk kontak.
Nan lòt men an, konektè elektrik la nan depo, transpò ak travay, yo pral sijè a yon varyete chaj Vibration ak fòs enpak, lè frekans eksitasyon chaj vibrasyon ekstèn la ak konektè elektrik fèmen nan frekans nannan, yo pral fè sonorite a konektè elektrik. fenomèn, sa ki lakòz diferans ki genyen ant moso yo kontak vin pi gwo, espas sa a ogmante nan yon sèten limit, presyon an kontak pral disparèt enstantane, sa ki lakòz kontak elektrik "kraze enstantane".Nan vibrasyon an, chaj chòk, konektè elektrik la pral jenere estrès entèn, lè estrès la depase fòs sede nan materyèl la, pral fè domaj nan materyèl ak ka zo kase;an wòl nan estrès sa a alontèm, materyèl la pral rive tou domaj fatig, epi finalman lakòz echèk.
2) relè
Relè elektwomayetik yo jeneralman konpoze de nwayo, bobin, armatures, kontak, wozo ak sou sa.Osi lontan ke yo ajoute yon vòltaj sèten nan tou de bout bobin la, yon sèten aktyèl ap koule nan bobin la, kidonk pwodui yon efè elektwomayetik, armature a pral simonte fòs elektwomayetik atraksyon pou retounen nan rale prentan nan nwayo a, ki. an vire kondui kontak k ap deplase armature a ak kontak estatik (kontak nòmalman louvri) yo fèmen.Lè bobin la mache, fòs elektwomayetik aspirasyon an tou disparèt, armature a ap retounen nan pozisyon orijinal la anba fòs reyaksyon sezon prentan an, se konsa ke kontak la k ap deplase ak kontak orijinal la estatik (kontak nòmalman fèmen) aspirasyon.Sa a aspirasyon ak lage, konsa reyalize objektif la nan kondiksyon ak koupe nan kous la.
Mòd prensipal yo nan echèk jeneral nan rle elektwomayetik yo se: relè nòmalman louvri, relè nòmalman fèmen, relè dinamik aksyon prentan pa satisfè kondisyon yo, fèmen kontak apre paramèt elektrik relè yo depase pòv yo.Akòz mank de pwosesis pwodiksyon relè elektwomayetik, anpil echèk relè elektwomayetik nan pwosesis pwodiksyon an mete bon jan kalite a nan danje kache, tankou peryòd soulajman estrès mekanik twò kout sa ki lakòz estrikti mekanik apre deformation pati yo bòdi, retire rezidi pa fin itilize. sa ki lakòz tès PIND echwe oswa menm echèk, tès faktori ak itilizasyon tès depistaj se pa strik pou ke echèk la nan aparèy la nan itilize, elatriye. Anviwònman an enpak gen chans rive nan lakòz deformation plastik nan kontak metal, sa ki lakòz echèk relè.Nan desen an nan ekipman ki gen rle, li nesesè yo konsantre sou adaptabilite nan anviwònman enpak yo konsidere.
2.2 Semiconductor konpozan mikwo ond
Aparèy semiconductor mikwo ond yo se eleman ki fèt ak Ge, Si ak III ~ V materyèl semi-conducteurs konpoze ki opere nan gwoup mikwo ond lan.Yo itilize yo nan ekipman elektwonik tankou rada, sistèm lagè elektwonik ak sistèm kominikasyon mikwo ond.Mikwo ond aparèy disrè anbalaj anplis bay koneksyon elektrik ak pwoteksyon mekanik ak chimik pou nwayo a ak broch, konsepsyon ak seleksyon lojman an ta dwe konsidere tou enpak paramèt parazit lojman yo sou karakteristik transmisyon mikwo ond nan aparèy la.Lojman mikwo ond lan se tou yon pati nan kous la, ki li menm konstitye yon sikwi konplè opinyon ak pwodiksyon.Se poutèt sa, fòm ak estrikti nan lojman an, gwosè, materyèl dyelèktrik, konfigirasyon kondiktè, elatriye ta dwe matche ak karakteristik sa yo mikwo ond nan eleman yo ak aspè aplikasyon sikwi.Faktè sa yo detèmine paramèt tankou kapasite, rezistans plon elektrik, enpedans karakteristik, ak kondiktè ak pèt dyelèktrik nan lojman an tib.
Mòd echèk ki enpòtan pou anviwònman an ak mekanis nan eleman semi-ond mikwo ond sitou gen ladan koule metal pòtay ak degradasyon pwopriyete rezistan.Lavabo metal pòtay se akòz difizyon an akselere tèmik nan metal pòtay (Au) nan GaAs, kidonk mekanis echèk sa a rive sitou pandan tès lavi akselere oswa operasyon tanperati trè wo.Pousantaj difizyon metal pòtay (Au) nan GaAs se yon fonksyon nan koyefisyan difizyon nan materyèl metal pòtay la, tanperati, ak gradyan konsantrasyon materyèl.Pou yon estrikti lasi pafè, pèfòmans aparèy la pa afekte pa yon vitès difizyon trè dousman nan tanperati nòmal opere, sepandan, to difizyon an ka enpòtan lè limit patikil yo gwo oswa gen anpil domaj sifas.Rezistans yo souvan itilize nan mikwo ond monolitik sikui entegre pou sikwi fidbak, mete pwen an patipri nan aparèy aktif, izolasyon, sentèz pouvwa oswa nan fen kouple, gen de estrikti nan rezistans: rezistans fim metal (TaN, NiCr) ak lejèman dope GaAs. rezistans kouch mens.Tès yo montre ke degradasyon nan rezistans NiCr ki te koze pa imidite se mekanis prensipal la nan echèk li yo.
2.3 Sikui entegre ibrid
Tradisyonèl sikui entegre ibrid, dapre sifas substra a nan kasèt la gid fim epè, pwosesis fim mens gid kasèt divize an de kategori sikui entegre ibrid fim epè ak sikui entegre ibrid mens fim: sèten ti sikwi enprime tablo (PCB) sikwi, akòz kous la enprime se nan fòm lan nan fim nan sifas la tablo plat yo fòme yon modèl kondiktif, tou klase kòm yon sikui entegre ibrid.Avèk aparisyon konpozan milti-chip sa a avanse sikwi entegre ibrid, estrikti inik fil elektrik milti-kouch li yo ak teknoloji pwosesis atravè-twou, te fè konpozan yo vin yon kous entegre ibrid nan yon estrikti interconnect wo-dansite synonyme ak substra yo itilize. nan konpozan milti-chip epi yo enkli: fim mens multi, epè fim multi, wo-tanperati ko-tere, ba-tanperati ko-tere, Silisyòm ki baze sou, PCB multikouch substra, elatriye.
Mòd ibrid sikwi entegre estrès anviwònman an sitou gen ladan echèk sikwi louvri elektrik ki te koze pa fann substra ak echèk soude ant konpozan ak kondiktè fim epè, konpozan ak kondiktè fim mens, substra ak lojman.Enpak mekanik soti nan gout pwodwi, chòk tèmik nan operasyon soude, estrès adisyonèl ki te koze pa inegalite deformation substra, estrès tansyon lateral soti nan dezekilib tèmik ant substra ak lojman metal ak materyèl lyezon, estrès mekanik oswa konsantrasyon estrès tèmik ki te koze pa domaj entèn nan substra, domaj potansyèl. ki te koze pa substra perçage ak substra koupe lokal mikwo fant, evantyèlman mennen nan ekstèn estrès mekanik pi gran pase fòs nan nannan mekanik nan substrate seramik ki Rezilta a se echèk.
Estrikti soude yo sansib a estrès sikilasyon tanperati repete, sa ki ka mennen nan fatig tèmik nan kouch soude a, sa ki lakòz fòs lyezon redwi ak ogmante rezistans tèmik.Pou klas fèblan ki baze sou nan soude ductile, wòl nan estrès siklik tanperati mennen nan fatig tèmik nan kouch nan soude se akòz koyefisyan nan ekspansyon tèmik nan de estrikti yo ki konekte pa soude a se konsistan, se deformation nan deplasman soude oswa deformation taye, apre repete, kouch nan vann ak ekspansyon krak fatig ak ekstansyon, evantyèlman ki mennen ale nan echèk fatig nan kouch nan vann.
2.4 Aparèy diskrè ak sikui entegre
Aparèy disrè Semiconductor yo divize an dyod, tranzistò bipolè, tib efè jaden MOS, tiristor ak izole tranzistò bipolè pòtay pa kategori laj.Sikui entegre yo gen yon pakèt aplikasyon epi yo ka divize an twa kategori dapre fonksyon yo, sètadi sikui entegre dijital, sikui entegre analòg ak melanje sikui entegre dijital-analòg.
1) Aparèy diskrè
Aparèy diskrè yo nan divès kalite epi yo gen espesifik pwòp yo akòz fonksyon diferan yo ak pwosesis, ak diferans enpòtan nan pèfòmans echèk.Sepandan, kòm aparèy debaz yo fòme pa pwosesis semi-conducteurs, gen sèten resanblans nan fizik echèk yo.Echèk prensipal yo ki gen rapò ak mekanik ekstèn ak anviwònman natirèl yo se pann tèmik, lavalas dinamik, echèk soude chip ak echèk entèn lyezon plon.
Pann tèmik: Pann tèmik oswa pann segondè se mekanis prensipal la echèk ki afekte konpozan pouvwa semi-conducteurs, ak pi fò nan domaj la pandan itilizasyon an gen rapò ak fenomèn nan pann segondè.Se pann segondè divize an pann segondè patipri pou pi devan ak pann segondè patipri ranvèse.Ansyen an se sitou ki gen rapò ak pwòp pwopriyete tèmik aparèy la, tankou konsantrasyon dopan aparèy la, konsantrasyon intrinsèques, elatriye, pandan y ap lèt la gen rapò ak miltiplikasyon an lavalas nan transpòtè nan rejyon an chaj espas (tankou tou pre pèseptè a), tou de nan yo ki toujou akonpaye pa konsantrasyon nan aktyèl andedan aparèy la.Nan aplikasyon an nan eleman sa yo, yo ta dwe peye atansyon espesyal nan pwoteksyon tèmik ak dissipation chalè.
Lavalas dinamik: Pandan are dinamik akòz fòs ekstèn oswa entèn, fenomèn iyonizasyon kolizyon aktyèl kontwole ki fèt andedan aparèy la enfliyanse pa konsantrasyon transpòtè gratis la lakòz yon lavalas dinamik, ki ka rive nan aparèy bipolè, dyod ak IGBT.
Chip soude echèk: Rezon prensipal ki fè chip la ak soude a se materyèl diferan ak koyefisyan diferan nan ekspansyon tèmik, kidonk gen yon dezekilib tèmik nan tanperati ki wo.Anplis de sa, prezans nan vid soude ogmante rezistans nan tèmik nan aparèy la, fè dissipation chalè vin pi mal ak fòme tach cho nan zòn lokal la, ogmante tanperati a junction ak sa ki lakòz echèk ki gen rapò ak tanperati tankou elektwomigrasyon rive.
Entèn lyezon plon echèk: sitou echèk korozyon nan pwen an lyezon, deklanche pa korozyon an nan aliminyòm ki te koze pa aksyon an nan vapè dlo, eleman klò, elatriye nan yon anviwònman espre cho ak imid sèl.Fatig ka zo kase nan lyezon aliminyòm mennen ki te koze pa sik tanperati oswa Vibration.IGBT nan pake modil la se gwo nan gwosè, epi si li enstale nan yon fason move, li trè fasil lakòz konsantrasyon estrès, sa ki lakòz fatig ka zo kase nan kondwi yo entèn nan modil la.
2) kous entegre
Mekanis echèk nan sikui entegre ak itilizasyon anviwònman an gen yon gwo relasyon, imidite nan yon anviwònman imid, domaj ki te pwodwi pa elektrisite estatik oswa vag elektrik, twò wo itilizasyon tèks la ak itilizasyon sikui entegre nan yon anviwònman radyasyon san radyasyon. ranfòsman rezistans ka lakòz tou echèk aparèy la.
Efè koòdone ki gen rapò ak aliminyòm: Nan aparèy elektwonik yo ak materyèl ki baze sou Silisyòm, kouch SiO2 kòm yon fim dyelèktrik lajman itilize, ak aliminyòm se souvan itilize kòm yon materyèl pou liy entèkoneksyon, SiO2 ak aliminyòm nan tanperati ki wo yo pral yon reyaksyon chimik, se konsa ke kouch aliminyòm nan vin mens, si kouch SiO2 a apovri akòz konsomasyon reyaksyon, pral lakòz kontak dirèk ant aliminyòm ak Silisyòm.Anplis de sa, fil plon an lò ak liy entèkoneksyon aliminyòm oswa fil lyezon aliminyòm ak lyezon nan fil plon an lò-plake nan koki a tib, yo pral pwodwi kontak koòdone Au-Al.Akòz diferan potansyèl chimik de metal sa yo, apre yo fin itilize alontèm oswa depo nan tanperati ki wo pi wo pase 200 ℃ pral pwodwi yon varyete de konpoze entèmetal, ak akòz konstan lasi yo ak koyefisyan ekspansyon tèmik yo diferan, nan pwen an lyezon nan yon gwo estrès, konduktivite a vin piti.
Kowozyon metalizasyon: liy koneksyon aliminyòm sou chip la sansib a korozyon pa vapè dlo nan yon anviwònman cho ak imid.Akòz pri a konpanse ak pwodiksyon an mas fasil, anpil sikui entegre yo encapsulé ak résine, sepandan, vapè dlo ka pase nan résine a pou rive nan koneksyon aliminyòm yo, ak enpurte yo te pote soti nan deyò oswa fonn nan zak la résine ak aliminyòm metalik lakòz. korozyon nan koneksyon aliminyòm yo.
Efè delaminasyon ki te koze pa vapè dlo: plastik IC se sikwi entegre ki encapsulé ak plastik ak lòt materyèl polymère résine, anplis efè delaminasyon ant materyèl plastik la ak ankadreman an metal ak chip (kouramman ke yo rekonèt kòm efè "pòpkòn"). paske materyèl la résine gen karakteristik adsorption nan vapè dlo, efè a delaminasyon ki te koze pa adsorption nan vapè dlo pral lakòz tou aparèy la echwe..Mekanis echèk se ekspansyon rapid dlo nan materyèl la sele plastik nan tanperati ki wo, se konsa ke separasyon ki genyen ant plastik la ak atachman li yo nan lòt materyèl, ak nan ka grav, kò a sele plastik pral pete.
2.5 Konpozan rezistan kapasitif
1) Rezistans
Rezistans ki pa likidasyon komen yo ka divize an kat kalite dapre diferan materyèl yo itilize nan kò a rezistans, sètadi kalite alyaj, kalite fim, kalite fim epè ak kalite sentetik.Pou rezistans fiks, mòd echèk prensipal yo se sikwi louvri, drift paramèt elektrik, elatriye;pandan y ap pou potansyomètr, mòd echèk prensipal yo se sikwi louvri, flote paramèt elektrik, ogmantasyon bri, elatriye anviwònman an itilize ap mennen tou nan aje rezistans, ki gen yon gwo enpak sou lavi a nan ekipman elektwonik.
Oksidasyon: Oksidasyon nan kò a rezistans ap ogmante valè rezistans a epi li se faktè ki pi enpòtan ki lakòz aje rezistans.Eksepte pou kò rezistans ki fèt ak metal presye ak alyaj, tout lòt materyèl yo pral domaje pa oksijèn nan lè a.Oksidasyon se yon efè alontèm, epi lè enfliyans nan lòt faktè piti piti diminye, oksidasyon ap vin faktè prensipal la, ak anviwònman tanperati ki wo ak imidite segondè pral akselere oksidasyon nan rezistans.Pou rezistans presizyon ak rezistans segondè valè rezistans, mezi fondamantal pou anpeche oksidasyon se pwoteksyon sele.Materyèl sele yo ta dwe materyèl inòganik, tankou metal, seramik, vè, elatriye. Kouch pwoteksyon òganik la pa ka konplètman anpeche pèmeyabilite imidite ak pèmeyabilite lè a, epi li ka sèlman jwe yon wòl reta nan oksidasyon ak adsorption.
Aje nan lyan an: Pou rezistans òganik sentetik, aje nan lyan an òganik se faktè prensipal ki afekte estabilite nan rezistans nan.Lyan òganik la se sitou yon résine sentetik, ki transfòme nan yon polymère thermosetting trè polymerize pa tretman chalè pandan pwosesis fabrikasyon rezistans la.Faktè prensipal ki lakòz polymère aje se oksidasyon.Radikal yo gratis ki te pwodwi pa oksidasyon lakòz charnyèr nan lyezon yo molekilè polymère, ki plis geri polymère a epi fè li frajil, sa ki lakòz pèt elastisite ak domaj mekanik.Geri nan lyan an lakòz rezistans nan retresi nan volim, ogmante presyon an kontak ant patikil yo kondiktif ak diminye rezistans nan kontak, sa ki lakòz yon diminisyon nan rezistans, men domaj nan mekanik nan lyan an ogmante tou rezistans a.Anjeneral geri nan lyan an rive anvan, domaj mekanik rive apre, kidonk valè rezistans nan rezistans òganik sentetik montre modèl sa a: kèk bès nan kòmansman etap la, Lè sa a, vire nan ogmante, e gen yon tandans pou ogmante.Depi aje polymères se pre relasyon ak tanperati ak limyè, rezistans sentetik pral akselere aje anba anviwònman tanperati ki wo ak gwo ekspoze limyè.
Aje anba chaj elektrik: Aplike yon chaj nan yon rezistans pral akselere pwosesis aje li yo.Anba chaj DC, aksyon elektwolitik ka domaje rezistans fim mens.Elektwoliz rive ant fant yo nan yon rezistans fant, epi si substra a rezistans se yon materyèl seramik oswa vè ki gen iyon metal alkali, iyon yo deplase anba aksyon an nan jaden an elektrik ant fant yo.Nan yon anviwònman imid, pwosesis sa a kontinye pi vyolan.
2) kondansateur
Mòd echèk nan kondansateur yo se kous kout, sikwi louvri, degradasyon nan paramèt elektrik (ki gen ladan chanjman nan kapasite, ogmantasyon nan tanjant ang pèt ak diminisyon nan rezistans izolasyon), flit likid ak rupture korozyon plon.
Kout kous: Arc vole a nan kwen ki genyen ant poto nan tanperati ki wo ak presyon lè ki ba ap mennen nan kous kout nan kondansateur, anplis, estrès la mekanik tankou chòk ekstèn pral lakòz tou kout sikwi pasajè nan dielectric.
Sikwi louvri: Oksidasyon fil plon ak kontak elektwòd ki te koze pa anviwònman imid ak cho, sa ki lakòz inaksesiblite nivo ki ba ak ka zo kase korozyon nan papye plon anod.
Degradasyon nan paramèt elektrik: Degradasyon nan paramèt elektrik akòz enfliyans nan anviwònman imid.
2.6 sikwi nivo Komisyon Konsèy la
Se tablo sikwi enprime sitou ki konpoze de substra posibilite, fil elektrik metal ak konekte kouch diferan nan fil, konpozan soude "kousinen".Wòl prensipal li se bay yon konpayi asirans pou eleman elektwonik, ak jwe wòl nan koneksyon elektrik ak mekanik.
Mòd echèk nan tablo sikwi enprime a sitou gen ladan soude pòv, kous louvri ak kout, anpoul, delaminasyon tablo pete, korozyon sifas tablo oswa dekolorasyon, koube tablo.
Tan pòs: 21-Nov-2022