电子元器件常见故障和失效机理的深入探讨（一）

电子元器件在使用过程中常常会出现失效和故障，进而影响设备的正常工作。电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。对于硬件工程师而言，电子元器件的失效是一件非常麻烦的事情。例如，某个半导体器件虽然表面看起来完好无损，但实际上已经部分或完全失效，这将耗费大量时间进行硬件电路调试，有时甚至会导致设备损坏。

 

因此，掌握各类电子元器件的失效机理与特性对于硬件工程师来说是必不可少的知识。本文分析了常见元器件的失效原因和常见故障。电子设备中绝大部分故障最终都是由于电子元器件故障引起的。如果熟悉元器件的故障类型，有时候通过直觉就可以迅速找出故障元件，有时候只需进行简单的电阻、电压测量即可找出故障。

 

一、电阻器类

在电子设备中，由于电阻失效导致整个设备故障的比例较高，据统计大约占15%左右。电阻的失效模式及原因与电阻的结构、工艺特点和使用条件等密切相关。常见的电阻失效类型有两种，一种是致命失效，另一种是漂移参数失效。根据现场故障统计结果显示，大约85%-90%属于致命失效，主要包括短路、机械损伤、接触损坏、断路和绝缘击穿等。约10%的失效故障是由阻值漂移引起的。对于可变电阻器或电位器而言，主要有绕线和非绕线两种类型，这两种电阻器具有共同的失效模式，主要包括参数漂移、开路、短路、接触不良、动噪声大和机械损伤等。

 

其中，接触不良是最常见的故障，造成接触不良的原因主要有以下几种：第一，接触压力太小、弹簧片松弛、导电层以及机械装配不恰当导致弹簧变形。第二，导电层被氧化、污染，导致接触面形成不良的导电膜层。第三，导电层和电阻合金线磨损或烧毁，从而导致滑动点接触不良。