สภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนและโหมดความล้มเหลวของความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

ในบทความนี้ มีการศึกษาโหมดความล้มเหลวและกลไกความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนเพื่อให้ข้อมูลอ้างอิงสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
1. โหมดความล้มเหลวของส่วนประกอบทั่วไป
หมายเลขซีเรียล
ชื่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
โหมดความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อม
ความเครียดจากสิ่งแวดล้อม

1. ส่วนประกอบเครื่องกลไฟฟ้า
การสั่นสะเทือนทำให้เกิดการแตกหักของขดลวดและการคลายตัวของสายเคเบิล
การสั่นสะเทือนการกระแทก

2. อุปกรณ์ไมโครเวฟเซมิคอนดักเตอร์
อุณหภูมิสูงและอุณหภูมิช็อกทำให้เกิดการหลุดร่อนที่ส่วนต่อประสานระหว่างวัสดุบรรจุภัณฑ์กับชิป และระหว่างวัสดุบรรจุภัณฑ์กับส่วนต่อประสานตัวยึดชิปของเสาหินไมโครเวฟที่ปิดผนึกด้วยพลาสติก
อุณหภูมิสูง อุณหภูมิช็อก

3. วงจรรวมแบบไฮบริด
การกระแทกนำไปสู่การแตกร้าวของพื้นผิวเซรามิก การกระแทกที่อุณหภูมินำไปสู่การแตกของขั้วไฟฟ้าที่ปลายตัวเก็บประจุ และการหมุนเวียนของอุณหภูมินำไปสู่การบัดกรีล้มเหลว
ช็อต, วัฏจักรอุณหภูมิ

4. อุปกรณ์แยกและวงจรรวม
การแตกหักเนื่องจากความร้อน การบัดกรีชิปล้มเหลว การประสานตะกั่วภายในล้มเหลว การกระแทกที่นำไปสู่การแตกของชั้นทู่
อุณหภูมิสูง แรงกระแทก การสั่นสะเทือน

5. ส่วนประกอบตัวต้านทาน
การแตกของพื้นผิวหลัก การแตกของฟิล์มต้านทาน การแตกของตะกั่ว
ช็อก อุณหภูมิสูงและต่ำ

6. วงจรระดับบอร์ด
ข้อต่อประสานร้าว รูทองแดงร้าว
อุณหภูมิสูง

7. เครื่องดูดฝุ่นไฟฟ้า
การแตกหักเมื่อยล้าของลวดร้อน
การสั่นสะเทือน
2 การวิเคราะห์กลไกความล้มเหลวของส่วนประกอบทั่วไป
โหมดความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไม่ได้เป็นเพียงส่วนเดียวของการวิเคราะห์ขีดจำกัดความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ละเอียดอ่อนของส่วนประกอบทั่วไป เพื่อให้ได้ข้อสรุปทั่วไปมากขึ้น
2.1 ส่วนประกอบเครื่องกลไฟฟ้า
ส่วนประกอบระบบเครื่องกลไฟฟ้าทั่วไปประกอบด้วยขั้วต่อไฟฟ้า รีเลย์ ฯลฯ โหมดความล้มเหลวจะได้รับการวิเคราะห์ในเชิงลึกด้วยโครงสร้างของส่วนประกอบทั้งสองประเภทตามลำดับ

1) ขั้วต่อไฟฟ้า
คอนเนคเตอร์ไฟฟ้าโดยเปลือก ฉนวน และตัวสัมผัสของหน่วยพื้นฐานทั้งสาม โหมดความล้มเหลวสรุปได้ในความล้มเหลวของการติดต่อ ความล้มเหลวของฉนวน และความล้มเหลวทางกลของความล้มเหลวทั้งสามรูปแบบรูปแบบหลักของความล้มเหลวของขั้วต่อไฟฟ้าสำหรับความล้มเหลวของการติดต่อ, ความล้มเหลวของประสิทธิภาพการทำงาน: การสัมผัสกับการแตกหักทันทีและความต้านทานการสัมผัสเพิ่มขึ้นสำหรับขั้วต่อไฟฟ้า เนื่องจากการมีอยู่ของความต้านทานหน้าสัมผัสและความต้านทานตัวนำวัสดุ เมื่อมีกระแสไหลผ่านขั้วต่อไฟฟ้า ความต้านทานหน้าสัมผัสและความต้านทานตัวนำวัสดุโลหะจะสร้างความร้อนจูล ความร้อนจูลจะเพิ่มความร้อน ส่งผลให้เพิ่มขึ้นใน อุณหภูมิของจุดสัมผัส อุณหภูมิจุดสัมผัสที่สูงเกินไปจะทำให้ผิวสัมผัสของโลหะอ่อนตัว หลอมละลาย หรือแม้แต่เดือด แต่ยังเพิ่มความต้านทานการสัมผัส ซึ่งทำให้หน้าสัมผัสล้มเหลว.ในบทบาทของสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ส่วนสัมผัสจะปรากฏปรากฏการณ์การคืบ ทำให้แรงดันสัมผัสระหว่างส่วนสัมผัสลดลงเมื่อแรงดันสัมผัสลดลงถึงระดับหนึ่ง ความต้านทานหน้าสัมผัสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และทำให้หน้าสัมผัสไฟฟ้าไม่ดี ส่งผลให้หน้าสัมผัสล้มเหลวในที่สุด

ในทางกลับกัน ขั้วต่อไฟฟ้าในการจัดเก็บ การขนส่ง และการทำงาน จะต้องรับภาระการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกที่หลากหลาย เมื่อความถี่กระตุ้นภาระการสั่นสะเทือนภายนอกและขั้วต่อไฟฟ้าใกล้เคียงกับความถี่โดยธรรมชาติ จะทำให้ขั้วต่อไฟฟ้าสั่นพ้อง ปรากฏการณ์นี้ส่งผลให้ช่องว่างระหว่างชิ้นสัมผัสใหญ่ขึ้น ช่องว่างเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง แรงกดสัมผัสจะหายไปทันที ส่งผลให้หน้าสัมผัสไฟฟ้า "ขาดทันที"ในการสั่นสะเทือน แรงกระแทก ขั้วต่อไฟฟ้าจะสร้างความเครียดภายใน เมื่อความเครียดเกินกำลังครากของวัสดุ จะทำให้วัสดุเสียหายและแตกหักในบทบาทของความเครียดระยะยาวนี้ วัสดุยังเกิดความเสียหายจากความเมื่อยล้า และในที่สุดก็ทำให้เกิดความล้มเหลว

2) รีเลย์
รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปประกอบด้วยแกน ขดลวด เกราะ หน้าสัมผัส กกและอื่นๆตราบใดที่มีการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของขดลวด กระแสจำนวนหนึ่งจะไหลในขดลวด ซึ่งจะทำให้เกิดผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้า กระดองจะเอาชนะแรงดึงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อกลับสู่แรงดึงของสปริงที่แกนกลาง ซึ่ง ในทางกลับกันจะทำให้หน้าสัมผัสเคลื่อนที่ของกระดองและหน้าสัมผัสคงที่ (ปกติหน้าสัมผัสเปิด) ปิดลงเมื่อขดลวดถูกปิด แรงดูดของแม่เหล็กไฟฟ้าจะหายไป กระดองจะกลับสู่ตำแหน่งเดิมภายใต้แรงปฏิกิริยาของสปริง เพื่อให้หน้าสัมผัสเคลื่อนที่และหน้าสัมผัสคงที่เดิม (หน้าสัมผัสปิดปกติ) ดูดการดูดและการปล่อยนี้จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของการนำไฟฟ้าและการตัดวงจร
โหมดหลักของความล้มเหลวโดยรวมของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าคือ: รีเลย์เปิดตามปกติ, รีเลย์ปิดตามปกติ, การกระทำของสปริงแบบไดนามิกของรีเลย์ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด, การปิดหน้าสัมผัสหลังจากพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของรีเลย์เกินค่ายากจนเนื่องจากการขาดแคลนกระบวนการผลิตรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า การถ่ายทอดแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมากล้มเหลวในกระบวนการผลิตเพื่อวางคุณภาพของอันตรายที่ซ่อนอยู่ เช่น ระยะเวลาการบรรเทาความเครียดทางกลสั้นเกินไป ส่งผลให้โครงสร้างทางกลหลังจากการขึ้นรูปชิ้นส่วนเสียรูป การกำจัดสิ่งตกค้างไม่หมดไป ส่งผลให้การทดสอบ PIND ล้มเหลวหรือแม้กระทั่งความล้มเหลว การทดสอบจากโรงงานและการใช้การคัดกรองไม่เข้มงวดจนทำให้อุปกรณ์ใช้งานไม่ได้ ฯลฯ สภาพแวดล้อมที่ได้รับผลกระทบมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเสียรูปของพลาสติกที่หน้าสัมผัสโลหะ ส่งผลให้รีเลย์ทำงานล้มเหลวในการออกแบบอุปกรณ์ที่มีรีเลย์ จำเป็นต้องพิจารณาถึงความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมที่ได้รับผลกระทบ

2.2 ส่วนประกอบไมโครเวฟเซมิคอนดักเตอร์
อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไมโครเวฟเป็นส่วนประกอบที่ทำจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ผสม Ge, Si และ III ~ V ที่ทำงานในย่านความถี่ไมโครเวฟใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น เรดาร์ ระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ และระบบสื่อสารไมโครเวฟบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์แยกไมโครเวฟนอกจากจะให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและการป้องกันเชิงกลและสารเคมีสำหรับแกนและพินแล้ว การออกแบบและการเลือกตัวเรือนควรคำนึงถึงผลกระทบของพารามิเตอร์ปรสิตของตัวเรือนที่มีต่อลักษณะการส่งผ่านคลื่นไมโครเวฟของอุปกรณ์ด้วยตัวเรือนไมโครเวฟยังเป็นส่วนหนึ่งของวงจร ซึ่งประกอบขึ้นเป็นวงจรอินพุตและเอาต์พุตที่สมบูรณ์ดังนั้น รูปร่างและโครงสร้างของตัวเรือน ขนาด วัสดุไดอิเล็กทริก โครงร่างตัวนำ ฯลฯ ควรตรงกับคุณลักษณะไมโครเวฟของส่วนประกอบและลักษณะการใช้งานวงจรปัจจัยเหล่านี้กำหนดพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความจุไฟฟ้า ความต้านทานตะกั่วไฟฟ้า อิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ และการสูญเสียตัวนำและไดอิเล็กตริกของตัวเรือนท่อ

โหมดและกลไกความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ไมโครเวฟส่วนใหญ่รวมถึงซิงก์โลหะเกตและการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติตัวต้านทานซิงก์โลหะของเกทเกิดจากการแพร่ความร้อนของโลหะเกท (Au) เข้าสู่ GaAs ดังนั้นกลไกความล้มเหลวนี้จึงเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในระหว่างการทดสอบอายุการใช้งานแบบเร่งความเร็วหรือการทำงานที่อุณหภูมิสูงมากอัตราการแพร่กระจายของโลหะเกต (Au) เข้าสู่ GaAs เป็นฟังก์ชันของค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของวัสดุโลหะเกต อุณหภูมิ และการไล่ระดับความเข้มข้นของวัสดุสำหรับโครงสร้างตาข่ายที่สมบูรณ์แบบ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะไม่ได้รับผลกระทบจากอัตราการแพร่ที่ช้ามากที่อุณหภูมิการทำงานปกติ อย่างไรก็ตาม อัตราการแพร่อาจมีความสำคัญเมื่อขอบเขตของอนุภาคมีขนาดใหญ่หรือมีข้อบกพร่องที่พื้นผิวจำนวนมากโดยทั่วไปจะใช้ตัวต้านทานในวงจรรวมเสาหินไมโครเวฟสำหรับวงจรป้อนกลับ การตั้งค่าจุดไบแอสของอุปกรณ์ที่ใช้งาน การแยก การสังเคราะห์กำลัง หรือการสิ้นสุดของข้อต่อ มีโครงสร้างความต้านทานสองแบบ: ความต้านทานฟิล์มโลหะ (TaN, NiCr) และ GaAs ที่เจือเล็กน้อย ความต้านทานต่อชั้นบาง ๆการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการลดลงของความต้านทาน NiCr ที่เกิดจากความชื้นเป็นกลไกหลักของความล้มเหลว

2.3 วงจรรวมแบบไฮบริด
วงจรรวมไฮบริดแบบดั้งเดิมตามพื้นผิวของเทปนำฟิล์มหนา กระบวนการเทปนำฟิล์มบางแบ่งออกเป็นสองประเภทคือวงจรรวมไฮบริดฟิล์มหนาและวงจรรวมไฮบริดฟิล์มบาง: วงจรพิมพ์ขนาดเล็ก (PCB) บางวงจร เนื่องจากวงจรพิมพ์อยู่ในรูปของแผ่นฟิล์มที่ผิวเรียบเป็นแผ่นนำไฟฟ้า จัดเป็นวงจรรวมแบบไฮบริดด้วยการถือกำเนิดขึ้นของส่วนประกอบแบบหลายชิป วงจรรวมแบบไฮบริดขั้นสูงนี้ โครงสร้างการเดินสายหลายชั้นที่เป็นเอกลักษณ์ของวัสดุพิมพ์ และเทคโนโลยีกระบวนการผ่านรู ทำให้ส่วนประกอบกลายเป็นวงจรรวมแบบไฮบริดในโครงสร้างการเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งมีความหมายเหมือนกันกับวัสดุพิมพ์ที่ใช้ ในส่วนประกอบหลายชิปและรวมถึง: ฟิล์มบางหลายชั้น, ฟิล์มหนาหลายชั้น, ยิงร่วมที่อุณหภูมิสูง, ยิงร่วมอุณหภูมิต่ำ, ซิลิโคน, พื้นผิวหลายชั้น PCB ฯลฯ

โหมดความล้มเหลวของความเครียดในสภาพแวดล้อมของวงจรรวมแบบไฮบริดส่วนใหญ่รวมถึงความล้มเหลวของวงจรไฟฟ้าเปิดที่เกิดจากการแตกร้าวของพื้นผิวและความล้มเหลวในการเชื่อมระหว่างส่วนประกอบและตัวนำที่เป็นฟิล์มหนา ส่วนประกอบและตัวนำที่เป็นฟิล์มบาง พื้นผิวและตัวเรือนผลกระทบเชิงกลจากผลิตภัณฑ์หล่น ความร้อนช็อกจากการบัดกรี ความเค้นเพิ่มเติมที่เกิดจากความไม่สม่ำเสมอของการบิดงอของพื้นผิว ความเค้นดึงด้านข้างจากความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างวัสดุพิมพ์และตัวเรือนโลหะและวัสดุประสาน ความเค้นเชิงกลหรือความเข้มข้นของความเครียดทางความร้อนที่เกิดจากข้อบกพร่องภายในของวัสดุพิมพ์ ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น เกิดจากการเจาะพื้นผิวและการตัดวัสดุพิมพ์ให้เกิดรอยร้าวขนาดเล็กในพื้นที่ ในที่สุดก็นำไปสู่ความเค้นเชิงกลภายนอกที่มากกว่าความแข็งแรงเชิงกลโดยธรรมชาติของพื้นผิวเซรามิก ซึ่งผลที่ได้คือความล้มเหลว

โครงสร้างโลหะบัดกรีไวต่อความเครียดของวงจรอุณหภูมิซ้ำๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้าเนื่องจากความร้อนของชั้นบัดกรี ส่งผลให้ความแข็งแรงในการยึดเกาะลดลงและความต้านทานต่อความร้อนเพิ่มขึ้นสำหรับชั้นดีบุกของวัสดุประสานเหนียว บทบาทของความเค้นของวัฏจักรอุณหภูมิที่นำไปสู่ความล้าจากความร้อนของชั้นประสานนั้นเกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของโครงสร้างทั้งสองที่เชื่อมต่อกันโดยการบัดกรีไม่สอดคล้องกัน การเสียรูปของการเคลื่อนที่ของประสานหรือการเสียรูปด้วยแรงเฉือน หลังจากซ้ำแล้วซ้ำอีกชั้นประสานที่มีการขยายตัวและการขยายตัวของรอยแตกเมื่อยล้าในที่สุดก็นำไปสู่ความล้มเหลวของความเมื่อยล้าของชั้นประสาน
2.4 อุปกรณ์แยกและวงจรรวม
อุปกรณ์กึ่งตัวนำของเซมิคอนดักเตอร์แบ่งออกเป็นไดโอด, ทรานซิสเตอร์สองขั้ว, หลอดเอฟเฟกต์สนาม MOS, ไทริสเตอร์และทรานซิสเตอร์เกตไบโพลาร์แบบหุ้มฉนวนตามประเภทกว้างๆวงจรรวมมีการนำไปใช้งานอย่างหลากหลายและสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทตามหน้าที่ ได้แก่ วงจรรวมดิจิทัล วงจรรวมแอนะล็อก และวงจรรวมดิจิทัล-อะนาล็อกผสม

1) อุปกรณ์แยก
อุปกรณ์แยกมีหลายประเภทและมีความเฉพาะเจาะจงเนื่องจากการทำงานและกระบวนการที่แตกต่างกัน โดยมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในประสิทธิภาพความล้มเหลวอย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุปกรณ์พื้นฐานที่เกิดขึ้นจากกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ จึงมีความคล้ายคลึงกันบางประการในฟิสิกส์ของความล้มเหลวความล้มเหลวหลักที่เกี่ยวข้องกับกลไกภายนอกและสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ได้แก่ การสลายตัวเนื่องจากความร้อน หิมะถล่มแบบไดนามิก ความล้มเหลวในการบัดกรีชิป และความล้มเหลวในการเชื่อมตะกั่วภายใน

การสลายตัวเนื่องจากความร้อน: การสลายเนื่องจากความร้อนหรือการสลายทุติยภูมิเป็นกลไกความล้มเหลวหลักที่ส่งผลต่อส่วนประกอบไฟฟ้าของเซมิคอนดักเตอร์ และความเสียหายส่วนใหญ่ระหว่างการใช้งานเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์การสลายทุติยภูมิรายละเอียดทุติยภูมิแบ่งออกเป็นรายละเอียดทุติยภูมิอคติไปข้างหน้าและรายละเอียดทุติยภูมิย้อนกลับแบบแรกเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางความร้อนของอุปกรณ์เป็นหลัก เช่น ความเข้มข้นของยาสลบ ความเข้มข้นที่แท้จริง ฯลฯ ในขณะที่แบบหลังเกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนของพาหะในพื้นที่ประจุอวกาศ (เช่น ใกล้ตัวสะสม) ทั้งสองอย่าง ซึ่งมาพร้อมกับความเข้มข้นของกระแสภายในอุปกรณ์เสมอในการใช้งานส่วนประกอบดังกล่าว ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการป้องกันความร้อนและการกระจายความร้อน

หิมะถล่มแบบไดนามิก: ระหว่างการปิดแบบไดนามิกเนื่องจากแรงภายนอกหรือภายใน ปรากฏการณ์ไอออไนเซชันแบบชนกันที่ควบคุมด้วยกระแสไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นภายในอุปกรณ์ที่ได้รับอิทธิพลจากความเข้มข้นของพาหะอิสระทำให้เกิดหิมะถล่มแบบไดนามิก ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้ในอุปกรณ์สองขั้ว ไดโอด และ IGBT

ความล้มเหลวในการบัดกรีชิป: สาเหตุหลักคือชิปและบัดกรีเป็นวัสดุที่แตกต่างกันโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่างกัน ดังนั้นจึงมีความร้อนที่ไม่ตรงกันที่อุณหภูมิสูงนอกจากนี้ การมีช่องว่างในการบัดกรีจะเพิ่มความต้านทานความร้อนของอุปกรณ์ ทำให้การกระจายความร้อนแย่ลงและก่อตัวเป็นฮอตสปอตในพื้นที่ ทำให้อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อสูงขึ้นและทำให้เกิดความล้มเหลวที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ เช่น การอพยพด้วยไฟฟ้า

ความล้มเหลวในการติดตะกั่วภายใน: ความล้มเหลวในการกัดกร่อนส่วนใหญ่ที่จุดเชื่อมต่อ ซึ่งเกิดจากการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมซึ่งเกิดจากการกระทำของไอน้ำ องค์ประกอบของคลอรีน ฯลฯ ในสภาพแวดล้อมที่มีการพ่นเกลือที่ร้อนและชื้นการแตกหักเมื่อยล้าของสายเชื่อมอะลูมิเนียมที่เกิดจากวัฏจักรอุณหภูมิหรือการสั่นสะเทือนIGBT ในแพ็คเกจโมดูลมีขนาดใหญ่ และหากมีการติดตั้งอย่างไม่เหมาะสม จะทำให้เกิดความเครียดได้ง่ายมาก ส่งผลให้เกิดการแตกหักเมื่อยล้าของสายไฟภายในของโมดูล

2) วงจรรวม
กลไกความล้มเหลวของวงจรรวมและการใช้สภาพแวดล้อมมีความสัมพันธ์กันอย่างมาก ความชื้นในสภาพแวดล้อมที่ชื้น ความเสียหายที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตย์หรือไฟกระชาก การใช้ข้อความสูงเกินไปและการใช้วงจรรวมในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีโดยไม่มีการแผ่รังสี การเสริมแรงต้านทานอาจทำให้อุปกรณ์ล้มเหลว

ผลกระทบของอินเทอร์เฟซที่เกี่ยวข้องกับอลูมิเนียม: ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีวัสดุเป็นซิลิกอน ชั้น SiO2 เป็นฟิล์มไดอิเล็กทริกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย และอลูมิเนียมมักจะถูกใช้เป็นวัสดุสำหรับสายเชื่อมต่อโครงข่าย SiO2 และอลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูงจะเป็นปฏิกิริยาทางเคมี เพื่อให้ชั้นอะลูมิเนียมบางลง หากชั้น SiO2 หมดลงเนื่องจากการใช้ปฏิกิริยา จะทำให้เกิดการสัมผัสโดยตรงระหว่างอะลูมิเนียมและซิลิกอนนอกจากนี้ ลวดตะกั่วทองและสายเชื่อมต่ออะลูมิเนียมหรือลวดเชื่อมอะลูมิเนียมและการเชื่อมประสานของลวดตะกั่วเคลือบทองของเปลือกท่อ จะทำให้เกิดหน้าสัมผัส Au-Alเนื่องจากศักยภาพทางเคมีที่แตกต่างกันของโลหะทั้งสองนี้ หลังจากใช้งานเป็นเวลานานหรือเก็บไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 200 ℃ จะทำให้เกิดสารประกอบระหว่างโลหะหลายชนิด และเนื่องจากค่าคงที่ของโครงตาข่ายและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนจะแตกต่างกันในจุดยึดเหนี่ยวภายใน ความเครียดมาก ค่าการนำไฟฟ้าจะน้อย

การกัดกร่อนของโลหะ: สายเชื่อมต่ออลูมิเนียมบนชิปนั้นไวต่อการกัดกร่อนจากไอน้ำในสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้นเนื่องจากการชดเชยราคาและการผลิตจำนวนมากที่ง่ายดาย วงจรรวมจำนวนมากจึงถูกหุ้มด้วยเรซิน อย่างไรก็ตาม ไอน้ำสามารถผ่านเรซินไปถึงส่วนเชื่อมต่อระหว่างอะลูมิเนียมได้ และสิ่งสกปรกที่นำเข้ามาจากภายนอกหรือที่ละลายในเรซินจะกระทำกับโลหะอะลูมิเนียมเพื่อก่อให้เกิด การกัดกร่อนของข้อต่ออะลูมิเนียม

ผลการแยกชั้นที่เกิดจากไอน้ำ: IC พลาสติกเป็นวงจรรวมที่ห่อหุ้มด้วยพลาสติกและวัสดุเรซินโพลิเมอร์อื่นๆ นอกเหนือจากผลการแยกชั้นระหว่างวัสดุพลาสติกกับกรอบโลหะและชิป (เรียกกันทั่วไปว่าผล "ป๊อปคอร์น") เนื่องจากวัสดุเรซินมีคุณสมบัติในการดูดซับไอน้ำ ผลกระทบจากการหลุดลอกที่เกิดจากการดูดซับไอน้ำจะทำให้อุปกรณ์ล้มเหลวเช่นกัน.กลไกความล้มเหลวคือการขยายตัวอย่างรวดเร็วของน้ำในวัสดุปิดผนึกพลาสติกที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้เกิดการแยกระหว่างพลาสติกกับสิ่งที่แนบมากับวัสดุอื่น และในกรณีที่ร้ายแรง ตัวปิดผนึกพลาสติกจะแตกออก

2.5 ส่วนประกอบตัวต้านทานแบบคาปาซิทีฟ
1) ตัวต้านทาน
ตัวต้านทานแบบไม่พันขดลวดทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ประเภทตามวัสดุต่างๆ ที่ใช้ในตัวต้านทาน ได้แก่ ชนิดโลหะผสม ชนิดฟิล์ม ชนิดฟิล์มหนา และชนิดสังเคราะห์สำหรับตัวต้านทานแบบคงที่ โหมดความล้มเหลวหลัก ได้แก่ วงจรเปิด การเลื่อนพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า ฯลฯสำหรับโพเทนชิออมิเตอร์ โหมดความล้มเหลวหลัก ได้แก่ วงจรเปิด การเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า การเพิ่มเสียงรบกวน ฯลฯ สภาพแวดล้อมการใช้งานจะนำไปสู่การเสื่อมสภาพของตัวต้านทาน ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ออกซิเดชั่น: ออกซิเดชั่นของตัวต้านทานจะเพิ่มค่าความต้านทานและเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของตัวต้านทานยกเว้นตัวต้านทานที่ทำจากโลหะมีค่าและโลหะผสม วัสดุอื่นๆ ทั้งหมดจะได้รับความเสียหายจากออกซิเจนในอากาศปฏิกิริยาออกซิเดชันเป็นผลระยะยาว และเมื่ออิทธิพลของปัจจัยอื่นๆ ค่อยๆ ลดลง ปฏิกิริยาออกซิเดชันจะกลายเป็นปัจจัยหลัก และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูงจะเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของตัวต้านทานสำหรับตัวต้านทานที่มีความแม่นยำและตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานสูง มาตรการพื้นฐานในการป้องกันการเกิดออกซิเดชันคือการป้องกันการซีลวัสดุปิดผนึกควรเป็นวัสดุอนินทรีย์ เช่น โลหะ เซรามิก แก้ว ฯลฯ ชั้นป้องกันอินทรีย์ไม่สามารถป้องกันการซึมผ่านของความชื้นและการซึมผ่านของอากาศได้อย่างสมบูรณ์ และสามารถมีบทบาทในการชะลอการเกิดออกซิเดชันและการดูดซับเท่านั้น

การเสื่อมสภาพของตัวประสาน: สำหรับตัวต้านทานสังเคราะห์อินทรีย์ การเสื่อมสภาพของตัวประสานอินทรีย์เป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความเสถียรของตัวต้านทานสารประสานอินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นเรซินสังเคราะห์ ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นโพลิเมอร์เทอร์โมเซตติงแบบโพลิเมอร์สูงโดยการอบชุบด้วยความร้อนในระหว่างกระบวนการผลิตตัวต้านทานปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดอายุของโพลิเมอร์คือการเกิดออกซิเดชันอนุมูลอิสระที่เกิดจากการออกซิเดชันทำให้เกิดการแกว่งตัวของพันธะโมเลกุลของโพลิเมอร์ ซึ่งช่วยรักษาโพลิเมอร์และทำให้เปราะ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียความยืดหยุ่นและความเสียหายทางกลการบ่มตัวประสานทำให้ตัวต้านทานลดปริมาตร เพิ่มความดันสัมผัสระหว่างอนุภาคนำไฟฟ้า และลดความต้านทานหน้าสัมผัส ส่งผลให้ความต้านทานลดลง แต่ความเสียหายเชิงกลต่อตัวประสานยังเพิ่มความต้านทานด้วยโดยปกติแล้วการบ่มตัวประสานจะเกิดขึ้นก่อน ความเสียหายเชิงกลจะเกิดขึ้นหลังจากนั้น ดังนั้นค่าความต้านทานของตัวต้านทานสังเคราะห์อินทรีย์จึงแสดงรูปแบบดังต่อไปนี้: บางส่วนลดลงในตอนเริ่มต้นของระยะ จากนั้นเปลี่ยนเป็นเพิ่มขึ้น และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเสื่อมสภาพของโพลิเมอร์นั้นสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิและแสง ตัวต้านทานสังเคราะห์จะเร่งการเสื่อมสภาพภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและการสัมผัสกับแสงจ้า

การเสื่อมสภาพภายใต้โหลดไฟฟ้า: การใช้โหลดกับตัวต้านทานจะช่วยเร่งกระบวนการชราภาพภายใต้โหลด DC การกระทำของอิเล็กโทรไลต์อาจทำให้ตัวต้านทานแบบฟิล์มบางเสียหายได้อิเล็กโทรไลซิสเกิดขึ้นระหว่างช่องของตัวต้านทานแบบเสียบ และถ้าพื้นผิวตัวต้านทานเป็นวัสดุเซรามิกหรือแก้วที่มีไอออนของโลหะอัลคาไล ไอออนจะเคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าระหว่างช่องในสภาพแวดล้อมที่ชื้น กระบวนการนี้ดำเนินไปอย่างรุนแรงมากขึ้น

2) ตัวเก็บประจุ
โหมดความล้มเหลวของตัวเก็บประจุ ได้แก่ การลัดวงจร วงจรเปิด การเสื่อมสภาพของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า (รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของความจุ การเพิ่มของมุมสัมผัสการสูญเสีย และลดความต้านทานของฉนวน) การรั่วไหลของของเหลวและการแตกหักของการกัดกร่อนของตะกั่ว

ไฟฟ้าลัดวงจร: ส่วนโค้งบินที่ขอบระหว่างเสาที่อุณหภูมิสูงและความกดอากาศต่ำจะทำให้เกิดการลัดวงจรของตัวเก็บประจุ นอกจากนี้ ความเครียดทางกล เช่น การกระแทกจากภายนอกจะทำให้เกิดการลัดวงจรชั่วคราวของไดอิเล็กตริก

วงจรเปิด: การเกิดออกซิเดชันของสายตะกั่วและหน้าสัมผัสอิเล็กโทรดที่เกิดจากสภาพแวดล้อมที่ชื้นและร้อน ส่งผลให้ฟอยล์ตะกั่วเข้าไม่ถึงระดับต่ำและเกิดการกัดกร่อนแตกหัก
การเสื่อมสภาพของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า: การลดลงของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเนื่องจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่ชื้น

2.6 วงจรระดับบอร์ด
แผงวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพื้นผิวที่เป็นฉนวน สายไฟโลหะ และการเชื่อมต่อชั้นต่างๆ ของสายไฟ ส่วนประกอบบัดกรี "แผ่น"บทบาทหลักของมันคือการจัดหาพาหะสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และมีบทบาทในการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและทางกล

โหมดความล้มเหลวของแผงวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่รวมถึงการบัดกรีที่ไม่ดี การเปิดและการลัดวงจร การพอง การหลุดลอกของบอร์ด การสึกกร่อนหรือการเปลี่ยนสีของพื้นผิวบอร์ด การงอของบอร์ด