压敏电阻失效分析报告

潜在失效模式与影响分析FMEA 编 WI-SC-PFM-号 005共（制程 4页，第FMEA ）1页设计职责：编制满足汽车电器使用人：要求FMEA 日 马达型号 / 项目：QJT60QB关键日期：期（原始）：核心小组：严 等发现行制 现行制程 程项目/ 功能 潜在失效 潜在失效 重 潜在失效 生 控制 控制 （要求）模式影响度 级 原因度 预防 探测啤换向器 / 将换向器与1、啤换向器尺 导致马达虚位过铁芯连接寸不达标 大或卡死 极2、换向器角度 1、马达火花大 5 1、模具调整不当 1互检4次/ 天不达标2、马达流速变 高收机错误化大绕线1、用错线径、 极 线类高1、转子电阻大 危 1、使用错误线类 IPQC 收机 开机、换线小、影响流速险2 员工自检 检查一次2、线圈数绕错 2、转子耐压等 82、设备设置错误100% 极综合测试级不足高检查一次3、拉力大小极 3、收机错误高点焊1、勾位焊接不 1、转子不通电 1、设备压力过小 良、漆皮未化 或通电不良2、焊接温度过低2、勾位通孔2、焊接位氧化极3、焊机焊嘴台阶 IPQC 收机员工全检位使用不正确3、线扁程度 1/2 3、过扁，勾位 44、压力过大 54次/ 天探 R 测 P度 N3 151 16240实施结果严发探R推荐措施 职责 目标完 采取有效 重生测P成日期 措施日期 度度度N生产/ 工模/ 品质人员共同收机组长511 5员工自检 PM 立即 互检永久IPQCIPQC收机时综合测试员工 立即转子全部进 永久2 1 16PM行点焊后综 8合测试增加显微镜员工立即 增加显微镜 永久全检全检42216至2/3易断线低5、焊接温度过大PM 调节4、爆漆过长4、邻勾线之间短路焊压敏1、虚焊1、压敏电阻不1、人工操作不当，起作用极焊锡不良2. 压敏电阻爆裂 2. 马达性能不足8 2、操作不当碰撞1 IPQC检查碎片致马达卡死高员工自检潜在失效模式与影响分析（制程FMEA）设计职责：满足汽车电器使用要求马达型号 / 项目：QJT60QB关键日期：核心小组：组长216培训员工手法IPQC 立即增加显微镜永久811 8 增加显微镜全检全检FMEA编WI-SC-PFM-号005共4页，第2页编制人：FMEA日期（原始）：实施结果严等发现行制现行制探 R 严发探R 程程项目/ 功能测 P 重生测P 潜在失效潜在失效重潜在失效生控制控制推荐措施职责目标完采取有效（要求）模式影响度级原因度预防探测度 N 成日期措施日期度度度N精车/ 使换向器表面光1、圆度不良1、马达电流大1、车刀崩IPQC抽检洁度及圆度达到工程2、光洁度不达2、马达火花大低 6 2、V座水平度差 1 圆度仪上下午各 1 4 定量更换车刀PM 立即5000PCS/刀永久 6 1 1 6 规格标1次入垫片 / 降低磨擦调整1、马达入多或1、马达虚位大极1、操作人员失误4 无无3 968马达虚位入少垫片或小高铁盖压轴承 / 将轴承压入1、轴承孔扩孔1、马达杂音、1、模具导针外径轴承内孔IPQC抽检铁盖内2、轴承孔缩孔马达寿命不足极超规格2 过塞规4次/ 天3 48增加马达预装IPQC 立即马达预装永久8 2 1 163、轴承同心度2、马达不顺、82、铁盖来料内孔来料检验IQC检验高不足马达电流大小，轴承变形碳精入刷架 / 将碳精与1、碳刷裂1、马达寿命不1、工装调节不到刷架铆压在一起2、碳刷与刷架足极位、工装磨损有缝隙2、碳刷掉落，8 2、刷架来料孔齿 2 目测员工全检 5 80 加强抽检力度IPQC 立即加强抽检永久8 2 4 648 2 5 80 3、碳刷松动马达无功能高过大IPQC抽检潜在失效模式与影响分析FMEA编WI-SC-PFM- 号005共（制程 4页，第FMEA） 3页设计职责：编制满足汽车电器使用人：要求FMEA日马达型号 / 项目：QJT60QB 关键日期：期（原始）：核心小组：实施结果严等发现行制现行制探 R 严发探R 程程项目/ 功能潜在失效潜在失效重潜在失效生控制控制测 P 推荐措施职责目标完采取有效重生测P （要求）模式影响度级原因度预防探测度 N 成日期措施日期度度度N刷架贴阻尼片 / 减震1、阻尼片贴不1、失去减震功极3 1、未贴牢 1 无无10 30 加强抽检力度IPQC 立即加强抽检永久 3 1 8 24牢能低胶盖装配 / 将刷架组合1、刷架变形1、影响马达性极装配手势不正确装入胶盖形成胶盖组合能如电流、转速 4 1 目测IPQC抽检 5 20 加强抽检力度IPQC 立即加强抽检永久 4 1 4 16 寿命低机壳压轴承 / 将轴承压入1、轴承孔扩孔1、马达杂音、1、模具导针外径轴承内孔IPQC抽检机壳内2、轴承孔缩孔马达寿命不足极8 超规格2过塞规4次/ 天3 48增加马达预装IPQC 立即马达预装永久8 2 1 163、轴承同心度2、马达不顺、高2、机壳来料内孔来料检验IQC检验不足马达电流大小，轴承变形磁石擦胶 / 使磁石粘在1、胶不干1、磁石跌落1、胶过保质期机壳内壁极2 1 IPQC检查5 10增加机冲跌落IPQC 立即跌落试验永久 2 1 3 6低2、配胶比例不员工自检试验抽检正确转子入机壳 / 组装马达1、轴撞伤轴承1、马达不顺、低 4 1、模具保证1IPQC检查IPQC抽检 1 4电流大每天/2 次胶盖入机壳 / 组装马达1、轴撞伤轴承1、马达不顺、低 4 1、模具保证1IPQC检查IPQC抽检 1 4电流大每天/2 次马达封口 / 将铁盖与机壳1、封口推力不1、马达分离低 4 1、模具保证1IPQC检查IPQC抽检 1 4锁死足低 4 1每天/2 次潜在失效模式与影响分析FMEA编WI-SC-PFM-号005共（制程 4页，第FMEA） 4页设计职责：编制满足汽车电器使用人：要求FMEA日马达型号 / 项目：QJT60QB 关键日期：期（原始）：核心小组：实施结果严等发现行制现行制探 R 严发探R 程程项目/ 功能潜在失效潜在失效重潜在失效生控制控制测 P 推荐措施职责目标完采取有效重生测P （要求）模式影响度级原因度预防探测度 N 成日期措施日期度度度N马达压偏心轮 1. 偏心轮未到位 1. 马达转动不顺极IPQC检查IPQC抽检 5 IPQC 立即加强抽检永久 3 1 8 248 模具保证 2 员工自检4次/ 天80 加强抽检力度高上盖与底板焊接 1. 焊接不良马达流量小气压不够高 6 模具保证 2 IPQC检查IPQC抽检 5 60 加强抽检力度IPQC 立即加强抽检永久 3 1 8 244次/ 天马达印字 / 标明型号1、字模糊、少1、无法辨认型极1、喷印机缺墨日期，便于追溯字、断字号、 4 2、喷印机调整不 2 员工自检IPQC抽检 4 32 定期清洗喷头员工立即清洗喷头永久 4 2 2 162、无法追溯低当。

摘要：电子元器件被广泛的应用于人们的生产和生活的各种装置中，是社会进步发展必不可少，具有极为重要的作用。

然而各类电子元器件在使用过程中不可避免地会出现失效现象。

因此分析元器件失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就显得尤为重要。

关键字：老化机理，失效原因Abstract：Electronic components are widely used in people's production and life, is essential for social progress and development, an extremely important role. However, the use of various electronic components will inevitably occur during the failure phenomenon. Therefore, the aging analysis of the causes and mechanisms of component failure, and put forward feasible method of aging is particularly important.Keyword：Aging mechanisms，failure causes1引言电子元器件在各种电子产品中有广泛的应用。

电子产品都有一定的使用寿命，这与电子元器件的寿命密切相关。

电子元器件在使用的过程有可能出现故障，即失去了原有的功能，从而使电子产品失效。

电子产品的应用十分的广泛，是生产生活所不能缺少的重要部分。

因此研究电子元器件的失效原因和老化机理，并提出可行的老化方法就具有重要意义。

老化是一种方法，即给电子元器件施加环境应力试验。

若了解电子元器件的老化机理就能提出可靠的老化，就可以剔除产生出有缺陷将会早期失效的元器件，因而保证了出产产品的使用寿命。

高冲击环境下MEMS大量程加速度传感器结构的失效分析唐军;赵锐;石云波;刘俊【摘要】对设计的大量程加速度传感器进行冲击测试,分析该种传感器结构在高冲击环境下的输出信号及可靠性.加速度传感器结构采用四端全固支结构,通过在梁的端部和根部设计倒角结构以分散应力.测试结果表明该传感器在232,119.4 gn下可以测试到有效输出信号.同时,对测试中失效传感器进行了分析,总结出大量程加速度传感器的在高冲击环境下的失效模式主要为键合引线的脱落、微梁的断裂和封装失效.%The reliability and the failure of the ultra-high measure range accelerometer,which was under high impact environment,were discussed. Four-terminal fixed structure with chamfer at both the end of cantilever beam,which can disperse stress of beam structure were used. The test results showed that the sensor can work with the impact acceleration up to 232,119.4 gn. The analysis results show that the main failure modes of ultra high measure range ac-celerometers under high impact environment are shell fracture,cover dent,bonding failure and wire breaking off et al.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2012(025)004【总页数】4页(P483-486)【关键词】MEMS;大量程加速度传感器;冲击测试;高过载;失效【作者】唐军;赵锐;石云波;刘俊【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP212MEMS大量程加速度传感器是冲击、爆破、侵彻等大过载环境测试中的核心部件之一，目前主要应用于军事、航空航天领域。

TVS-压敏电阻等保护类器件的布局问题世上本没有垃圾，垃圾都是放错了位置的资源,对于电路来说，保护器件就是其保护作用的关键资源，但如果放错了位置，它就是垃圾；甚至不仅是垃圾，而还可能成为祸害。

举两个例子，
案例1：输入端24V波动，R1和R2常被烧坏。

由电路图分析，R1和R2的作用可能有二，一是限流，二是保护。

如果设计起因是出于保护作用的话，24V输入波动较大的时候，R1/R2上过流被烧掉就是正常的，谁让您把它当保险丝使用呢！但是如果出于限流的作用，则TVS的放置位置就值得商榷了。

宜把TVS放置在R1/R2的左侧，这样，24V上有波动尖峰输入的时候，先从TVS泄放了，而不会连累R1/R2。

案例2：保护器件对地的通路上不要有其他器件（如图2 ）
TVS 25起作用的时候，泄放电流同时也会流经FB25，虽然这里的FB25的耐流是2A，已有一定的余量，但磁珠的失效后现象是烧断，它一旦断开，TVS的保护作用将不复存在，甚至后面的电路尚不自知，继续工作时再来扰动，则后续电路难保。

而保护类器件失效后的第一现象是短路，以便即使它坏掉也能继续将外来扰动电流泄放掉以保护后续电路。

解决方法就是将k字母下的那条线断开，并用黑虚线将TVS连接到地（如图2）。

这里磁珠的作用是在Pin5和Pin6与地之间加一道尖峰的吸收措施实现隔离，所以仍需保留。

由以上两个案例分析，均是因器件放置位置所引起，还有发生过原理图对，但PCB布线错，或原理图错，但PCB确实对的，因这些器件大都是连接在地之间的，出现此类错误也是自然。

半导体器件的失效分析与故障诊断研究随着电子信息技术的不断发展，半导体器件的应用越来越普遍。

但是，使用过程中，有时会出现失效的情况，导致设备无法正常工作。

因此，对于半导体器件的失效分析与故障诊断研究，就变得尤为重要。

1. 半导体器件的失效原因半导体器件的失效原因复杂多样，主要包括：（1）自然老化。

随着器件使用时间的增加，材料老化或者损伤，常规元器件会因为劣化、开关频次过高等因素导致失效。

（2）温度变化。

半导体器件对于温度的敏感度非常高，过高或者过低的温度都会导致器件失效，这就要求在使用半导体器件时应该严格控制其温度范围。

（3）设备超负载。

半导体器件在使用过程中如果超负载，就会损坏，引起失效。

2. 故障诊断过程当半导体器件出现故障时，需要进行相应的故障诊断。

故障诊断的流程主要包括：（1）收集信息。

通过观察失效的器件，收集相关的信息，例如故障现象、失效前的行为、作用在器件上的应力等。

（2）故障预判。

根据收集到的信息，对故障可能的原因进行预判。

（3）实验检测。

使用电子检测设备对故障电路进行检测，一般需要使用特殊的检测方法和仪器。

（4）分析推断。

通过实验检测的结果，对故障原因进行分析推断。

（5）修复故障。

根据分析推断的结果，对故障进行修复。

3. 故障诊断技术针对不同的故障原因，需要采用不同的故障诊断技术。

常用的故障诊断技术有：（1）电阻率测试。

对于半导体器件损坏的情况，一般会出现电阻率的变化，可以通过进行电阻率测试来检测故障。

（2）X射线分析。

利用X射线分析技术，可以对半导体器件的内部结构进行检测，从而找出故障原因。

（3）热分析。

热分析技术可以检测半导体器件的温度变化，从而找出可能的故障原因。

（4）光学显微镜分析。

使用光学显微镜可以对器件表面和内部进行检测，直观地观察到器件的破坏形式和位置，从而推断故障原因。

4. 常见故障案例分析对于常见的半导体器件故障原因，可以结合实际案例进行分析。

（1）压敏电阻在铝电解电容正极的电压输出端口失效。

TVS管失效原因分析郭远东;李雪玲【摘要】TVS管是一种常见的浪涌抑制器件，但如果使用不当容易损坏。

本文从大量的调查研究中，选取几个典型的TVS管失效案例，详细分析失效原因，并将这些原因进行总结，提出有效的整改办法。

%TVS is a common surge protection device but easily be damaged if improperly used. In this paper, based on a lot of researches, we select several typical TVS failure cases, and do detailed analysis on failure cause, and summarize these reasons, and put forward effective corrective measures.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P21-24)【关键词】浪涌(冲击);浪涌抑制元件;TVS管;失效模式;脉冲功率;钳位【作者】郭远东;李雪玲【作者单位】赛宝质量安全检测中心，广州 510610;赛宝质量安全检测中心，广州 510610【正文语种】中文【中图分类】TN609前言TVS管是一种常见的浪涌抑制元件，它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小，及钳位电压容易控制等多个优点。

TVS管进行浪涌抑制的原理是：当它受到反向高能量冲击时，它能以极快的速度（可达10-12 s级），将其两极间的阻抗由高变低，使两极间的电压钳位于可接受的范围，从而有效的保护电子设备中的元器件免受浪涌脉冲的损害。

目前TVS管已广泛应用于家用电器、电子仪表、通讯设备、电源、计算机系统等各个领域。

但是在实际应用中，许多企业反映：产品中使用的TVS管未能起到应有的保护作用，并且在使用中TVS管比较容易损坏。

第30卷第9期电子元件与材料V ol.30 No.9 2011年9月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Sep. 2011氧化锌压敏电阻老化过程中非线性系数变化的研究杨仲江1，张枨1，柴健1，李祥超1，汝洪博2（1. 南京信息工程大学 雷电科学与技术系，江苏 南京 210044；2. 湖州市防雷中心，江苏 湖州 313000）摘要: 根据氧化锌压敏电阻（MOV）的非线性特征，结合双肖特基（Schottky）势垒理论和氧化锌陶瓷在小电流区的导电机制，提出了氧化锌压敏电阻老化劣化过程中必然伴随着非线性系数α的变化的结论。

针对一种型号的MOV，通过大量实验数据分析得出：在不同老化劣化实验条件下，MOV的非线性系数α均随劣化程度的增加而呈下降趋势；在标称电流I n冲击下，α值随冲击次数近线性下降。

经实验论证，非线性系数α对评价MOV的老化劣化程度具有一定的参考价值。

关键词:氧化锌压敏电阻；非线性系数；老化劣化；肖特基势垒中图分类号: TM23 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2011）09-0027-04Research on the varying of nonlinear coefficient during thedegradation of ZnO varistorYANG Zhongjiang1, ZHANG Cheng1, CHAI Jian1, LI Xiangchao1, RU Hongbo2(1. The Department of Lightning Science and Technology, Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044, China; 2. Huzhou Lighting Protection Center, Huzhou 313000, Jiangsu Province, China)Abstract: The process of the degradation of ZnO varistor is necessarily accompanied with the varying of nonlinear coefficient α, which is based on the double Schottky barrier theory, the electrical conduction mechanism of the zinc oxide ceramic in the low current range and the nonlinear characteristics of ZnO varistor. By the experiments on the same type of MOV, the results indicate that the nonlinear coefficient α of MOV decreases with the increasing of degradation degree in different experimental conditions, and the αvalue decreases in line shape with the increasing of impact cycles by the experiment under the impact of the nominal current I n. The nonlinear coefficient α has a valuable reference for the estimation of the degradation degree of MOV.Key words: ZnO varistor; nonlinear coefficient; degradation; Schottky barrier氧化锌压敏电阻片因其良好的非线性特性和大电流吸收能力，现在已被广泛应用于大型电气设备、电力系统、低压电源系统和信息系统的电涌防护中，其性能的好坏直接影响着安全保护的效果[1-4]。

压敏电阻爆裂的原因分析、失效模式总结压敏爆裂可能的原因主要如下：
1、选用的允许电压或尺寸规格过低，压敏电阻过电压损坏；
2、电路中浪涌过大，或浪涌比较频繁，压敏电阻在多次浪涌冲击下疲劳损坏爆裂；
3、压敏电阻有缺陷，如可能是假冒伪劣产品等，有品质缺陷。

压敏电阻的失效模式
1、劣化
表现在漏电流增大，压敏电压显著下降，直至为零。

2、炸裂
若过电压引起的浪涌能量太大，超过了选的压敏电阻器极限的承受能力，则压敏电阻器在抑制过电压时将会发生陶瓷炸裂现象。

3、穿孔
若过电压峰值特别高，导致压敏电阻器的失效模式绝大部分表现为劣化各穿孔（短路），解决的办法为在使用压敏电阻器时，与之串联一个合适的断路器或者保险丝，避免短路引起事故。

总结来说，压敏电阻在吸收突波时，发生崩溃电压降低时，将使其工作电流过大直至烧毁；发生爆裂（封装层裂开，引线与陶瓷体分离）时，将断路，从而使保护失效；发生此片短路时将使其烧毁。

当压敏电阻的使用环境或者湿度过高时，将使其劣化（崩溃电压降低），从而使其工作电流过大直至烧毁或短路。

当压敏电阻的使用电压超过额定工作电压时，将使其劣化（崩溃电压降低），从而使其工作电流过大直至烧毁或短路。

对于压敏电阻起火燃烧的失效现象，大体上可分为老化失效和暂态过电压破坏两种类型。

①老化失效
这是指电阻体的低阻线性化逐步加剧，漏电流恶性增加且集中流入薄弱点，薄弱点材料融化，形1k左右的短路孔后，电源继续推动一个较大的电流灌入短路点，形成高热而起火。

这种事故通常可以通过一个与压敏电阻串联的热熔接点来避免。

LED电源浪涌试验的问题探索和解决吴其志;汪彪;邹学军;鞠耀武【摘要】浪涌试验是模拟雷击或开关操作的一项EMC抗扰度试验.浪涌冲击会损坏灯具或电源,文章通过在电源设计过程中对压敏电阻的选型以及压敏电阻在电路中的接入位置进行详细分析,提供LED电源设计应对浪涌试验一个完美的解决方案.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)005【总页数】3页(P92-93,96)【关键词】浪涌试验;LED电源;压敏电阻;接入位置【作者】吴其志;汪彪;邹学军;鞠耀武【作者单位】赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103;赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103【正文语种】中文浪涌冲击在自然界是普遍存在的现象，最熟悉的就是雷击。

而对电子产品来说，特别是商场、超市、工厂等，大型感性负载开机时会带来很大的电压冲击。

一般LED电源设计时，为了应对这种情况，都会使用压敏电阻。

但是由于压敏电阻的选型和在电路中的接入位置选择不好的话，会导致压敏电阻本身失效。

因为正常电网波动导致压敏电阻提前失效而使产品整体失效。

1.1 普通照明设备的浪涌试验要求GB/ T18595 2001(等效IEC61547)规定了设备对由开关和雷电瞬变过电压引起的单极性浪涌冲击的抗扰度要求试验方法和推荐的试验等级范围，规定了几个与不同环境和安装状态有关的试验等级。

具体要求见表1。

根据标准最新要求，对交流电压峰值90°正的脉冲5次，交流电压峰值270°负的脉冲5次进行试验。

测试结果符合性能等级C的要求：在测试期间及结束后允许光强有任意变化，灯也可以熄灭，在结束后的30 min内所有功能应恢复到正常状态(如需要可暂时中断主电源或进行调控操作等)。

1.2 浪涌等级的选择根据具体的安装方式进行对于普通的照明设备按照1.1要求进行试验，但是对于一些特殊的安装场合需要按照表2进行选择。