ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની નિષ્ફળતાના સંવેદનશીલ વાતાવરણ અને નિષ્ફળતા મોડ

આ પેપરમાં, ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોની નિષ્ફળતાની સ્થિતિઓ અને નિષ્ફળતાની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોની ડિઝાઇન માટે કેટલાક સંદર્ભ પ્રદાન કરવા માટે તેમના સંવેદનશીલ વાતાવરણને આપવામાં આવે છે.
1. લાક્ષણિક ઘટક નિષ્ફળતા મોડ્સ
અનુક્રમ નંબર
ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકનું નામ
પર્યાવરણ સંબંધિત નિષ્ફળતા મોડ્સ
પર્યાવરણીય તણાવ

1. ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઘટકો
વાઇબ્રેશનને કારણે કોઇલના તૂટવા અને કેબલના છૂટા પડવાથી થાક લાગે છે.
કંપન, આંચકો

2. સેમિકન્ડક્ટર માઇક્રોવેવ ઉપકરણો
ઉચ્ચ તાપમાન અને તાપમાનનો આંચકો પેકેજ સામગ્રી અને ચિપ વચ્ચેના ઈન્ટરફેસમાં અને પેકેજ સામગ્રી અને પ્લાસ્ટિક-સીલ્ડ માઇક્રોવેવ મોનોલિથના ચિપ ધારક ઈન્ટરફેસ વચ્ચે ડિલેમિનેશન તરફ દોરી જાય છે.
ઉચ્ચ તાપમાન, તાપમાન આંચકો

3. હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ
આંચકો સિરામિક સબસ્ટ્રેટ ક્રેકીંગ તરફ દોરી જાય છે, તાપમાનના આંચકા કેપેસિટરના અંત ઇલેક્ટ્રોડ ક્રેકીંગ તરફ દોરી જાય છે, અને તાપમાન સાયકલિંગ સોલ્ડર નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.
આંચકો, તાપમાન ચક્ર

4. અલગ ઉપકરણો અને સંકલિત સર્કિટ
થર્મલ બ્રેકડાઉન, ચિપ સોલ્ડરિંગ નિષ્ફળતા, આંતરિક લીડ બોન્ડિંગ નિષ્ફળતા, આંચકો પેસિવેશન લેયર ફાટવા તરફ દોરી જાય છે.
ઉચ્ચ તાપમાન, આંચકો, કંપન

5. પ્રતિકારક ઘટકો
કોર સબસ્ટ્રેટ ભંગાણ, પ્રતિરોધક ફિલ્મ ભંગાણ, લીડ તૂટવું
આંચકો, ઉચ્ચ અને નીચું તાપમાન

6. બોર્ડ લેવલ સર્કિટ
તિરાડ સોલ્ડર સાંધા, ખંડિત કોપર છિદ્રો.
સખત તાપમાન

7. ઇલેક્ટ્રિક વેક્યુમ
ગરમ વાયરનો થાક અસ્થિભંગ.
કંપન
2, લાક્ષણિક ઘટક નિષ્ફળતા મિકેનિઝમ વિશ્લેષણ
વધુ સામાન્ય નિષ્કર્ષ મેળવવા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોનો નિષ્ફળતા મોડ એ એકલ નથી, માત્ર લાક્ષણિક ઘટકોના સંવેદનશીલ પર્યાવરણ સહિષ્ણુતા મર્યાદા વિશ્લેષણનો એક પ્રતિનિધિ ભાગ છે.
2.1 ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઘટકો
લાક્ષણિક ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઘટકોમાં ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્ટર્સ, રિલે વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. નિષ્ફળતાના મોડનું અનુક્રમે બે પ્રકારના ઘટકોની રચના સાથે ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

1) ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્ટર્સ
ત્રણ મૂળભૂત એકમોના શેલ, ઇન્સ્યુલેટર અને કોન્ટેક્ટ બોડી દ્વારા ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્ટર, નિષ્ફળતાના મોડનો સારાંશ સંપર્ક નિષ્ફળતા, ઇન્સ્યુલેશન નિષ્ફળતા અને નિષ્ફળતાના ત્રણ સ્વરૂપોની યાંત્રિક નિષ્ફળતામાં છે.સંપર્ક નિષ્ફળતા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્ટરની નિષ્ફળતાનું મુખ્ય સ્વરૂપ, તેની કામગીરીની નિષ્ફળતા: ત્વરિત વિરામ પર સંપર્ક અને સંપર્ક પ્રતિકાર વધે છે.વિદ્યુત કનેક્ટર્સ માટે, સંપર્ક પ્રતિકાર અને સામગ્રી વાહક પ્રતિકારના અસ્તિત્વને કારણે, જ્યારે વિદ્યુત કનેક્ટર દ્વારા વર્તમાન પ્રવાહ હોય છે, ત્યારે સંપર્ક પ્રતિકાર અને મેટલ સામગ્રી વાહક પ્રતિકાર જૌલ ગરમી ઉત્પન્ન કરશે, જૌલ ગરમી ગરમીમાં વધારો કરશે, પરિણામે ગરમીમાં વધારો થશે. સંપર્ક બિંદુનું તાપમાન, ખૂબ ઊંચું સંપર્ક બિંદુ તાપમાન મેટલની સંપર્ક સપાટીને નરમ પાડે છે, ગલન કરે છે અથવા ઉકળતા પણ બનાવે છે, પરંતુ સંપર્ક પ્રતિકારમાં પણ વધારો કરે છે, આમ સંપર્ક નિષ્ફળતાને ટ્રિગર કરે છે..ઉચ્ચ તાપમાનના વાતાવરણની ભૂમિકામાં, સંપર્ક ભાગો પણ ક્રીપ ઘટના દેખાશે, જેના કારણે સંપર્ક ભાગો વચ્ચેનું સંપર્ક દબાણ ઘટશે.જ્યારે સંપર્ક દબાણ ચોક્કસ હદ સુધી ઘટાડવામાં આવે છે, ત્યારે સંપર્ક પ્રતિકાર તીવ્રપણે વધે છે, અને અંતે નબળા વિદ્યુત સંપર્કનું કારણ બને છે, પરિણામે સંપર્ક નિષ્ફળતામાં પરિણમે છે.

બીજી બાજુ, સંગ્રહ, પરિવહન અને કાર્યમાં વિદ્યુત કનેક્ટર વિવિધ પ્રકારના કંપન લોડ અને અસર દળોને આધીન રહેશે, જ્યારે બાહ્ય કંપન લોડ ઉત્તેજના આવર્તન અને વિદ્યુત કનેક્ટર્સ સહજ આવર્તનની નજીક હશે, ત્યારે વિદ્યુત કનેક્ટર રેઝોનન્સ કરશે. અસાધારણ ઘટના, પરિણામે સંપર્કના ટુકડાઓ વચ્ચેનું અંતર મોટું થાય છે, ગેપ અમુક હદ સુધી વધે છે, સંપર્ક દબાણ તરત જ અદૃશ્ય થઈ જશે, પરિણામે વિદ્યુત સંપર્ક "ત્વરિત વિરામ" થાય છે.કંપન, આંચકાના ભારમાં, વિદ્યુત કનેક્ટર આંતરિક તાણ પેદા કરશે, જ્યારે તાણ સામગ્રીની ઉપજ શક્તિ કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે સામગ્રીને નુકસાન અને અસ્થિભંગ કરશે;આ લાંબા ગાળાના તણાવ ભૂમિકામાં, સામગ્રી પણ થાક નુકસાન થાય છે, અને છેલ્લે નિષ્ફળતા કારણ બને છે.

2) રિલે
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે સામાન્ય રીતે કોરો, કોઇલ, આર્મેચર્સ, સંપર્કો, રીડ્સ અને તેથી વધુથી બનેલા હોય છે.જ્યાં સુધી કોઇલના બંને છેડે ચોક્કસ વોલ્ટેજ ઉમેરવામાં આવે ત્યાં સુધી કોઇલમાં ચોક્કસ પ્રવાહ વહેશે, આમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અસર ઉત્પન્ન કરશે, આર્મેચર સ્પ્રિંગ પુલ પર પાછા આવવા માટે આકર્ષણના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળને દૂર કરશે, જે બદલામાં આર્મેચરના ફરતા સંપર્કો અને સ્થિર સંપર્કો (સામાન્ય રીતે ખુલ્લા સંપર્કો) ને બંધ કરવા તરફ દોરી જાય છે.જ્યારે કોઇલ બંધ થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સક્શન ફોર્સ પણ અદૃશ્ય થઈ જાય છે, સ્પ્રિંગના પ્રતિક્રિયા બળ હેઠળ આર્મેચર મૂળ સ્થિતિમાં પાછા આવશે, જેથી મૂવિંગ કોન્ટેક્ટ અને મૂળ સ્ટેટિક કોન્ટેક્ટ (સામાન્ય રીતે બંધ સંપર્ક) સક્શન.આ સક્શન અને રીલીઝ, આમ સર્કિટમાં વહન અને કાપી નાખવાનો હેતુ હાંસલ કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલેની એકંદર નિષ્ફળતાના મુખ્ય મોડ્સ છે: રિલે સામાન્ય રીતે ખુલે છે, રિલે સામાન્ય રીતે બંધ થાય છે, રિલે ગતિશીલ વસંત ક્રિયા આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરતી નથી, રિલે ઇલેક્ટ્રિકલ પરિમાણો નબળા કરતાં વધી જાય પછી સંપર્ક બંધ થાય છે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે ઉત્પાદન પ્રક્રિયાની અછતને કારણે, છુપાયેલા જોખમોની ગુણવત્તા મૂકવા માટે ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ઘણા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રિલે નિષ્ફળતા, જેમ કે યાંત્રિક તણાવ રાહત સમયગાળો ખૂબ ટૂંકો છે પરિણામે મોલ્ડિંગ ભાગોના વિરૂપતા પછી યાંત્રિક માળખું, અવશેષો દૂર કરવામાં આવે છે. પરિણામે PIND પરીક્ષણ નિષ્ફળ જાય છે અથવા તો નિષ્ફળ જાય છે, ફેક્ટરી પરીક્ષણ અને સ્ક્રીનીંગનો ઉપયોગ કડક નથી જેથી ઉપકરણના ઉપયોગમાં નિષ્ફળ જાય, વગેરે. અસર વાતાવરણને કારણે મેટલ સંપર્કોના પ્લાસ્ટિક વિરૂપતા થવાની સંભાવના છે, પરિણામે રિલે નિષ્ફળ થાય છે.રિલે ધરાવતા સાધનોની ડિઝાઇનમાં, ધ્યાનમાં લેવા માટે અસર પર્યાવરણ અનુકૂલનક્ષમતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જરૂરી છે.

2.2 સેમિકન્ડક્ટર માઇક્રોવેવ ઘટકો
માઇક્રોવેવ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો એ Ge, Si અને III ~ V સંયોજન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીઓથી બનેલા ઘટકો છે જે માઇક્રોવેવ બેન્ડમાં કાર્ય કરે છે.તેનો ઉપયોગ રડાર, ઈલેક્ટ્રોનિક વોરફેર સિસ્ટમ અને માઇક્રોવેવ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ જેવા ઈલેક્ટ્રોનિક સાધનોમાં થાય છે.માઇક્રોવેવ ડિસક્રીટ ડિવાઇસ પેકેજિંગ, કોર અને પિન માટે ઇલેક્ટ્રિકલ કનેક્શન અને યાંત્રિક અને રાસાયણિક સુરક્ષા પ્રદાન કરવા ઉપરાંત, હાઉસિંગની ડિઝાઇન અને પસંદગીએ ઉપકરણની માઇક્રોવેવ ટ્રાન્સમિશન લાક્ષણિકતાઓ પર હાઉસિંગ પરોપજીવી પરિમાણોની અસરને પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.માઇક્રોવેવ હાઉસિંગ પણ સર્કિટનો એક ભાગ છે, જે પોતે એક સંપૂર્ણ ઇનપુટ અને આઉટપુટ સર્કિટ બનાવે છે.તેથી, આવાસનો આકાર અને માળખું, કદ, ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી, વાહક ગોઠવણી, વગેરે ઘટકોની માઇક્રોવેવ લાક્ષણિકતાઓ અને સર્કિટ એપ્લિકેશન પાસાઓ સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ.આ પરિબળો કેપેસીટન્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ લીડ રેઝિસ્ટન્સ, લાક્ષણિક અવબાધ અને ટ્યુબ હાઉસિંગના વાહક અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન જેવા પરિમાણો નક્કી કરે છે.

માઇક્રોવેવ સેમિકન્ડક્ટર ઘટકોના પર્યાવરણીય રીતે સંબંધિત નિષ્ફળતા મોડ્સ અને મિકેનિઝમ્સમાં મુખ્યત્વે ગેટ મેટલ સિંક અને પ્રતિકારક ગુણધર્મોનું અધોગતિ શામેલ છે.ગેટ મેટલ સિંક એ GaAs માં ગેટ મેટલ (Au) ના થર્મલી પ્રવેગિત પ્રસારને કારણે છે, તેથી આ નિષ્ફળતા મિકેનિઝમ મુખ્યત્વે એક્સિલરેટેડ લાઇફ ટેસ્ટ અથવા અત્યંત ઊંચા તાપમાનની કામગીરી દરમિયાન થાય છે.GaAs માં ગેટ મેટલ (Au) પ્રસરણનો દર એ ગેટ મેટલ સામગ્રી, તાપમાન અને સામગ્રી એકાગ્રતા ઢાળના પ્રસાર ગુણાંકનું કાર્ય છે.સંપૂર્ણ જાળીની રચના માટે, ઉપકરણની કામગીરી સામાન્ય ઓપરેટિંગ તાપમાને ખૂબ જ ધીમી પ્રસરણ દરથી પ્રભાવિત થતી નથી, જો કે, જ્યારે કણોની સીમાઓ મોટી હોય અથવા સપાટીની ઘણી ખામીઓ હોય ત્યારે પ્રસરણ દર નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે.માઈક્રોવેવ મોનોલિથિક ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટમાં પ્રતિરોધકોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ફીડબેક સર્કિટ્સ માટે થાય છે, સક્રિય ઉપકરણોના પૂર્વગ્રહ બિંદુને સેટ કરવા, અલગતા, શક્તિ સંશ્લેષણ અથવા જોડાણનો અંત, ત્યાં પ્રતિકારની બે રચનાઓ છે: મેટલ ફિલ્મ પ્રતિકાર (TaN, NiCr) અને હળવા ડોપેડ GaAs. પાતળા સ્તરનો પ્રતિકાર.પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે ભેજને કારણે NiCr પ્રતિકારનું અધોગતિ તેની નિષ્ફળતાની મુખ્ય પદ્ધતિ છે.

2.3 હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ
પરંપરાગત હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ, જાડા ફિલ્મ માર્ગદર્શિકા ટેપની સબસ્ટ્રેટ સપાટી અનુસાર, પાતળા ફિલ્મ માર્ગદર્શિકા ટેપ પ્રક્રિયાને જાડા ફિલ્મ હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ અને પાતળી ફિલ્મ હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: ચોક્કસ નાના પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) સર્કિટ, પ્રિન્ટેડ સર્કિટને કારણે ફ્લેટ બોર્ડની સપાટીમાં ફિલ્મના રૂપમાં વાહક પેટર્ન રચાય છે, જેને હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.મલ્ટિ-ચીપ ઘટકોના ઉદભવ સાથે આ અદ્યતન હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ, તેના સબસ્ટ્રેટ અનન્ય મલ્ટિ-લેયર વાયરિંગ સ્ટ્રક્ચર અને થ્રુ-હોલ પ્રોસેસ ટેક્નોલૉજીએ ઘટકોને હાઇ-ડેન્સિટી ઇન્ટરકનેક્ટ સ્ટ્રક્ચરમાં હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ બનાવ્યું છે જે સબસ્ટ્રેટનો પર્યાય છે. મલ્ટી-ચીપ ઘટકોમાં અને તેમાં શામેલ છે: પાતળી ફિલ્મ મલ્ટિલેયર, જાડી ફિલ્મ મલ્ટિલેયર, ઉચ્ચ-તાપમાન કો-ફાયર, લો-ટેમ્પરેચર કો-ફાયર, સિલિકોન-આધારિત, PCB મલ્ટિલેયર સબસ્ટ્રેટ, વગેરે.

હાઇબ્રિડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ પર્યાવરણીય તણાવ નિષ્ફળતાના મોડ્સમાં મુખ્યત્વે ઘટકો અને જાડા ફિલ્મ કંડક્ટર, ઘટકો અને પાતળા ફિલ્મ કંડક્ટર, સબસ્ટ્રેટ અને હાઉસિંગ વચ્ચે સબસ્ટ્રેટ ક્રેકીંગ અને વેલ્ડિંગ નિષ્ફળતાને કારણે ઇલેક્ટ્રિકલ ઓપન સર્કિટ નિષ્ફળતાનો સમાવેશ થાય છે.પ્રોડક્ટ ડ્રોપથી યાંત્રિક અસર, સોલ્ડરિંગ ઓપરેશનથી થર્મલ આંચકો, સબસ્ટ્રેટ વોરપેજ અસમાનતાને કારણે વધારાનો તણાવ, સબસ્ટ્રેટ અને મેટલ હાઉસિંગ અને બોન્ડિંગ સામગ્રી વચ્ચે થર્મલ મિસમેચથી લેટરલ ટેન્સિલ સ્ટ્રેસ, સબસ્ટ્રેટની આંતરિક ખામીને કારણે યાંત્રિક તણાવ અથવા થર્મલ તણાવ સાંદ્રતા, સંભવિત નુકસાન સબસ્ટ્રેટ ડ્રિલિંગ અને સબસ્ટ્રેટ કાપવાના સ્થાનિક માઇક્રો ક્રેક્સને કારણે, આખરે સિરામિક સબસ્ટ્રેટની આંતરિક યાંત્રિક શક્તિ કરતાં વધુ બાહ્ય યાંત્રિક તાણ તરફ દોરી જાય છે જેનું પરિણામ નિષ્ફળતા છે.

સોલ્ડર સ્ટ્રક્ચર્સ પુનરાવર્તિત તાપમાન સાયકલિંગ તણાવ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જે સોલ્ડર લેયરના થર્મલ થાક તરફ દોરી જાય છે, પરિણામે બોન્ડિંગની શક્તિ ઓછી થાય છે અને થર્મલ પ્રતિકાર વધે છે.ડ્યુક્ટાઇલ સોલ્ડરના ટીન-આધારિત વર્ગ માટે, તાપમાન ચક્રીય તણાવની ભૂમિકા સોલ્ડર સ્તરના થર્મલ થાક તરફ દોરી જાય છે, જે સોલ્ડર દ્વારા જોડાયેલા બે માળખાના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અસંગત હોવાને કારણે છે, સોલ્ડર ડિસ્પ્લેસમેન્ટ વિરૂપતા અથવા શીયર વિકૃતિ છે, વારંવાર પછી, થાક ક્રેક વિસ્તરણ અને વિસ્તરણ સાથે સોલ્ડર લેયર, આખરે સોલ્ડર લેયરની થાક નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે.
2.4 અલગ ઉપકરણો અને સંકલિત સર્કિટ
સેમિકન્ડક્ટર ડિસક્રીટ ડિવાઇસને ડાયોડ, બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, એમઓએસ ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્યુબ, થાઇરિસ્ટોર્સ અને ઇન્સ્યુલેટેડ ગેટ બાયપોલર ટ્રાંઝિસ્ટરમાં વ્યાપક શ્રેણીઓ દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે.ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સમાં એપ્લિકેશન્સની વિશાળ શ્રેણી હોય છે અને તેને તેમના કાર્યો અનુસાર ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમ કે ડિજિટલ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ, એનાલોગ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ અને મિશ્ર ડિજિટલ-એનાલોગ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ.

1) અલગ ઉપકરણો
અલગ ઉપકરણો વિવિધ પ્રકારના હોય છે અને તેમના વિવિધ કાર્યો અને પ્રક્રિયાઓને કારણે તેમની પોતાની વિશિષ્ટતા હોય છે, જેમાં નિષ્ફળતાની કામગીરીમાં નોંધપાત્ર તફાવત હોય છે.જો કે, સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયાઓ દ્વારા રચાયેલા મૂળભૂત ઉપકરણો તરીકે, તેમની નિષ્ફળતા ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ચોક્કસ સમાનતાઓ છે.બાહ્ય મિકેનિક્સ અને કુદરતી વાતાવરણ સંબંધિત મુખ્ય નિષ્ફળતાઓ થર્મલ બ્રેકડાઉન, ડાયનેમિક હિમપ્રપાત, ચિપ સોલ્ડરિંગ નિષ્ફળતા અને આંતરિક લીડ બોન્ડિંગ નિષ્ફળતા છે.

થર્મલ બ્રેકડાઉન: થર્મલ બ્રેકડાઉન અથવા સેકન્ડરી બ્રેકડાઉન એ સેમિકન્ડક્ટર પાવર ઘટકોને અસર કરતી મુખ્ય નિષ્ફળતા પદ્ધતિ છે અને ઉપયોગ દરમિયાન મોટા ભાગનું નુકસાન ગૌણ ભંગાણની ઘટના સાથે સંબંધિત છે.સેકન્ડરી બ્રેકડાઉનને ફોરવર્ડ બાયસ સેકન્ડરી બ્રેકડાઉન અને રિવર્સ બાયસ સેકન્ડરી બ્રેકડાઉનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.પહેલાનો મુખ્યત્વે ઉપકરણના પોતાના થર્મલ ગુણધર્મો સાથે સંબંધિત છે, જેમ કે ઉપકરણની ડોપિંગ સાંદ્રતા, આંતરિક સાંદ્રતા, વગેરે, જ્યારે બાદમાં સ્પેસ ચાર્જ પ્રદેશ (જેમ કે કલેક્ટરની નજીક) માં વાહકોના હિમપ્રપાત ગુણાકાર સાથે સંબંધિત છે, બંને. જેમાંથી હંમેશા ઉપકરણની અંદર વર્તમાનની સાંદ્રતા સાથે હોય છે.આવા ઘટકોની અરજીમાં, થર્મલ સંરક્ષણ અને ગરમીના વિસર્જન પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ.

ગતિશીલ હિમપ્રપાત: બાહ્ય અથવા આંતરિક દળોને કારણે ગતિશીલ શટડાઉન દરમિયાન, વર્તમાન-નિયંત્રિત અથડામણીય આયનીકરણ ઘટના જે ઉપકરણની અંદર મુક્ત વાહક સાંદ્રતાથી પ્રભાવિત થાય છે તે ગતિશીલ હિમપ્રપાતનું કારણ બને છે, જે દ્વિધ્રુવી ઉપકરણો, ડાયોડ અને IGBT માં થઈ શકે છે.

ચિપ સોલ્ડર નિષ્ફળતા: મુખ્ય કારણ એ છે કે ચિપ અને સોલ્ડર થર્મલ વિસ્તરણના વિવિધ ગુણાંક સાથેની વિવિધ સામગ્રી છે, તેથી ઊંચા તાપમાને થર્મલ અસંગતતા છે.વધુમાં, સોલ્ડર વોઈડ્સની હાજરી ઉપકરણના થર્મલ પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે, જે ગરમીના વિસર્જનને વધુ ખરાબ બનાવે છે અને સ્થાનિક વિસ્તારમાં હોટ સ્પોટ બનાવે છે, જંકશન તાપમાનમાં વધારો કરે છે અને તાપમાન સંબંધિત નિષ્ફળતાઓ જેમ કે ઇલેક્ટ્રોમાઇગ્રેશન થાય છે.

આંતરિક લીડ બોન્ડિંગ નિષ્ફળતા: મુખ્યત્વે બોન્ડિંગ પોઇન્ટ પર કાટ નિષ્ફળતા, ગરમ અને ભેજવાળા મીઠાના સ્પ્રે વાતાવરણમાં પાણીની વરાળ, ક્લોરિન તત્વો વગેરેની ક્રિયાને કારણે એલ્યુમિનિયમના કાટને કારણે સર્જાય છે.તાપમાન ચક્ર અથવા વાઇબ્રેશનને કારણે એલ્યુમિનિયમ બોન્ડિંગ લીડ્સનું થાક અસ્થિભંગ.મોડ્યુલ પેકેજમાં IGBT કદમાં મોટું છે, અને જો તે અયોગ્ય રીતે ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવ્યું હોય, તો તે ખૂબ જ સરળ છે તણાવ એકાગ્રતાનું કારણ બને છે, પરિણામે મોડ્યુલના આંતરિક લીડ્સમાં થાક અસ્થિભંગ થાય છે.

2) ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ
ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સની નિષ્ફળતાની પદ્ધતિ અને પર્યાવરણના ઉપયોગ વચ્ચે એક મહાન સંબંધ છે, ભેજવાળા વાતાવરણમાં ભેજ, સ્થિર વીજળી અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ ઉછાળો દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ નુકસાન, ટેક્સ્ટનો ખૂબ વધારે ઉપયોગ અને રેડિયેશન વિના રેડિયેશન વાતાવરણમાં સંકલિત સર્કિટનો ઉપયોગ. પ્રતિકાર મજબૂતીકરણ પણ ઉપકરણની નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે.

એલ્યુમિનિયમ સંબંધિત ઈન્ટરફેસ ઈફેક્ટ્સ: સિલિકોન-આધારિત સામગ્રીવાળા ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં, ડાયઈલેક્ટ્રિક ફિલ્મ તરીકે SiO2 સ્તરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ ઘણીવાર ઈન્ટરકનેક્શન લાઈનો માટે સામગ્રી તરીકે થાય છે, SiO2 અને ઊંચા તાપમાને એલ્યુમિનિયમ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે. જેથી એલ્યુમિનિયમનું સ્તર પાતળું બને, જો પ્રતિક્રિયાના વપરાશને કારણે SiO2 સ્તર ખતમ થઈ જાય, તો એલ્યુમિનિયમ અને સિલિકોન વચ્ચે સીધો સંપર્ક થશે.વધુમાં, ગોલ્ડ લીડ વાયર અને એલ્યુમિનિયમ ઇન્ટરકનેક્શન લાઇન અથવા એલ્યુમિનિયમ બોન્ડિંગ વાયર અને ટ્યુબ શેલના ગોલ્ડ-પ્લેટેડ લીડ વાયરનું બોન્ડિંગ, Au-Al ઇન્ટરફેસ સંપર્ક પેદા કરશે.આ બે ધાતુઓની વિવિધ રાસાયણિક સંભવિતતાને લીધે, 200 ℃ ઉપરના ઊંચા તાપમાને લાંબા ગાળાના ઉપયોગ અથવા સંગ્રહ પછી વિવિધ પ્રકારના આંતરમેટાલિક સંયોજનો ઉત્પન્ન થશે, અને તેમના જાળીના સ્થિરાંકો અને થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકને કારણે, બોન્ડિંગ પોઈન્ટમાં ભિન્ન છે. મોટા તણાવ, વાહકતા નાની બને છે.

મેટાલાઇઝેશન કાટ: ચિપ પરની એલ્યુમિનિયમ કનેક્શન લાઇન ગરમ અને ભેજવાળા વાતાવરણમાં પાણીની વરાળ દ્વારા કાટ માટે સંવેદનશીલ હોય છે.પ્રાઇસ ઓફસેટ અને સરળ મોટા પાયે ઉત્પાદનને લીધે, ઘણા સંકલિત સર્કિટ રેઝિન સાથે સમાવિષ્ટ છે, જો કે, પાણીની વરાળ એલ્યુમિનિયમ ઇન્ટરકનેક્ટ્સ સુધી પહોંચવા માટે રેઝિનમાંથી પસાર થઈ શકે છે, અને બહારથી લાવવામાં આવેલી અશુદ્ધિઓ અથવા મેટાલિક એલ્યુમિનિયમ સાથે રેઝિનમાં ઓગળી જાય છે. એલ્યુમિનિયમ ઇન્ટરકનેક્ટ્સનો કાટ.

પાણીની વરાળને કારણે થતી ડિલેમિનેશન અસર: પ્લાસ્ટિક IC એ પ્લાસ્ટિક અને અન્ય રેઝિન પોલિમર મટિરિયલ્સ સાથે સમાવિષ્ટ એકીકૃત સર્કિટ છે, ઉપરાંત પ્લાસ્ટિક સામગ્રી અને મેટલ ફ્રેમ અને ચિપ (સામાન્ય રીતે "પોપકોર્ન" ઇફેક્ટ તરીકે ઓળખાય છે) વચ્ચેની ડિલેમિનેશન અસર. કારણ કે રેઝિન સામગ્રીમાં પાણીની વરાળના શોષણની લાક્ષણિકતાઓ છે, પાણીની વરાળના શોષણને કારણે થતી ડિલેમિનેશન અસર પણ ઉપકરણને નિષ્ફળ કરશે..નિષ્ફળતા મિકેનિઝમ એ ઉચ્ચ તાપમાને પ્લાસ્ટિક સીલિંગ સામગ્રીમાં પાણીનું ઝડપી વિસ્તરણ છે, જેથી પ્લાસ્ટિક અને તેની અન્ય સામગ્રીના જોડાણ વચ્ચેનું વિભાજન અને ગંભીર કિસ્સાઓમાં, પ્લાસ્ટિક સીલિંગ બોડી ફાટી જશે.

2.5 કેપેસિટીવ પ્રતિકારક ઘટકો
1) પ્રતિરોધકો
સામાન્ય નોન-વાઇન્ડિંગ રેઝિસ્ટરને રેઝિસ્ટર બોડીમાં વપરાતી વિવિધ સામગ્રી અનુસાર ચાર પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમ કે એલોય પ્રકાર, ફિલ્મ પ્રકાર, જાડા ફિલ્મ પ્રકાર અને સિન્થેટિક પ્રકાર.નિશ્ચિત પ્રતિરોધકો માટે, મુખ્ય નિષ્ફળતા મોડ્સ ઓપન સર્કિટ, ઇલેક્ટ્રિકલ પેરામીટર ડ્રિફ્ટ, વગેરે છે;જ્યારે પોટેન્ટિઓમીટર માટે, મુખ્ય નિષ્ફળતા મોડ્સ છે ઓપન સર્કિટ, ઇલેક્ટ્રિકલ પેરામીટર ડ્રિફ્ટ, અવાજ વધારો, વગેરે. ઉપયોગ વાતાવરણ પણ રેઝિસ્ટર વૃદ્ધત્વ તરફ દોરી જશે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોના જીવન પર મોટી અસર કરે છે.

ઓક્સિડેશન: રેઝિસ્ટર બોડીનું ઓક્સિડેશન પ્રતિકારક મૂલ્યમાં વધારો કરશે અને રેઝિસ્ટર વૃદ્ધાવસ્થાનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે.કિંમતી ધાતુઓ અને એલોયથી બનેલા રેઝિસ્ટર બોડી સિવાય, અન્ય તમામ સામગ્રીઓ હવામાં ઓક્સિજન દ્વારા નુકસાન થશે.ઓક્સિડેશન એ લાંબા ગાળાની અસર છે, અને જ્યારે અન્ય પરિબળોનો પ્રભાવ ધીમે ધીમે ઓછો થતો જાય છે, ત્યારે ઓક્સિડેશન મુખ્ય પરિબળ બનશે, અને ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ ભેજવાળા વાતાવરણ પ્રતિરોધકોના ઓક્સિડેશનને વેગ આપશે.ચોકસાઇવાળા પ્રતિરોધકો અને ઉચ્ચ પ્રતિરોધક મૂલ્યના પ્રતિરોધકો માટે, ઓક્સિડેશનને રોકવા માટેનું મૂળભૂત માપ સીલિંગ સંરક્ષણ છે.સીલિંગ સામગ્રી અકાર્બનિક સામગ્રી હોવી જોઈએ, જેમ કે ધાતુ, સિરામિક, કાચ, વગેરે. કાર્બનિક રક્ષણાત્મક સ્તર ભેજની અભેદ્યતા અને હવાની અભેદ્યતાને સંપૂર્ણપણે રોકી શકતું નથી, અને માત્ર ઓક્સિડેશન અને શોષણમાં વિલંબિત ભૂમિકા ભજવી શકે છે.

બાઈન્ડરનું વૃદ્ધત્વ: કાર્બનિક કૃત્રિમ પ્રતિરોધકો માટે, કાર્બનિક બાઈન્ડરનું વૃદ્ધત્વ એ રેઝિસ્ટરની સ્થિરતાને અસર કરતું મુખ્ય પરિબળ છે.કાર્બનિક બાઈન્ડર મુખ્યત્વે કૃત્રિમ રેઝિન છે, જે રેઝિસ્ટરની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા અત્યંત પોલિમરાઇઝ્ડ થર્મોસેટિંગ પોલિમરમાં રૂપાંતરિત થાય છે.પોલિમર વૃદ્ધત્વનું મુખ્ય પરિબળ ઓક્સિડેશન છે.ઓક્સિડેશન દ્વારા પેદા થતા મુક્ત રેડિકલ પોલિમર મોલેક્યુલર બોન્ડના હિન્જિંગનું કારણ બને છે, જે પોલિમરને વધુ મટાડે છે અને તેને બરડ બનાવે છે, પરિણામે સ્થિતિસ્થાપકતા અને યાંત્રિક નુકસાન થાય છે.બાઈન્ડરના ક્યોરિંગથી રેઝિસ્ટર વોલ્યુમમાં સંકોચાય છે, વાહક કણો વચ્ચે સંપર્ક દબાણ વધે છે અને સંપર્ક પ્રતિકાર ઘટે છે, પરિણામે પ્રતિકારમાં ઘટાડો થાય છે, પરંતુ બાઈન્ડરને યાંત્રિક નુકસાન પણ પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે.સામાન્ય રીતે બાઈન્ડરની સારવાર પહેલાં થાય છે, યાંત્રિક નુકસાન પછી થાય છે, તેથી કાર્બનિક કૃત્રિમ પ્રતિરોધકોનું પ્રતિકાર મૂલ્ય નીચેની પેટર્ન દર્શાવે છે: તબક્કાની શરૂઆતમાં થોડો ઘટાડો, પછી વધવા તરફ વળે છે, અને વધવાનું વલણ છે.પોલિમરનું વૃદ્ધત્વ તાપમાન અને પ્રકાશ સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત હોવાથી, કૃત્રિમ પ્રતિરોધકો ઊંચા તાપમાનના વાતાવરણ અને મજબૂત પ્રકાશના સંપર્કમાં વૃદ્ધત્વને વેગ આપશે.

વિદ્યુત ભાર હેઠળ વૃદ્ધત્વ: રેઝિસ્ટર પર ભાર લાગુ કરવાથી તેની વૃદ્ધત્વ પ્રક્રિયાને વેગ મળશે.ડીસી લોડ હેઠળ, ઇલેક્ટ્રોલિટીક ક્રિયા પાતળા ફિલ્મ પ્રતિરોધકોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ સ્લોટેડ રેઝિસ્ટરના સ્લોટ વચ્ચે થાય છે, અને જો રેઝિસ્ટર સબસ્ટ્રેટ ક્ષારયુક્ત ધાતુના આયનો ધરાવતી સિરામિક અથવા કાચની સામગ્રી હોય, તો આયનો સ્લોટ વચ્ચેના વિદ્યુત ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ આગળ વધે છે.ભેજવાળા વાતાવરણમાં, આ પ્રક્રિયા વધુ હિંસક રીતે આગળ વધે છે.

2) કેપેસિટર્સ
કેપેસિટર્સની નિષ્ફળતાની સ્થિતિઓ છે શોર્ટ સર્કિટ, ઓપન સર્કિટ, વિદ્યુત પરિમાણોનું અધોગતિ (ક્ષમતા બદલાવ, નુકશાન કોણ સ્પર્શકમાં વધારો અને ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકારમાં ઘટાડો સહિત), પ્રવાહી લિકેજ અને લીડ કાટ ભંગાણ.

શોર્ટ સર્કિટ: ઊંચા તાપમાને અને નીચા હવાના દબાણ પર ધ્રુવો વચ્ચેના કિનારે ઉડતી ચાપ કેપેસિટરના શોર્ટ સર્કિટ તરફ દોરી જશે, વધુમાં, બાહ્ય આંચકા જેવા યાંત્રિક તાણ પણ ડાઇલેક્ટ્રિકના ક્ષણિક શોર્ટ સર્કિટનું કારણ બનશે.

ઓપન સર્કિટ: ભેજવાળા અને ગરમ વાતાવરણને કારણે લીડ વાયર અને ઇલેક્ટ્રોડ સંપર્કોનું ઓક્સિડેશન, જેના પરિણામે એનોડ લીડ ફોઇલના નીચા સ્તરની અગમ્યતા અને કાટ ફ્રેક્ચર થાય છે.
વિદ્યુત પરિમાણોનું અધોગતિ: ભેજવાળા વાતાવરણના પ્રભાવને કારણે વિદ્યુત પરિમાણોનું અધોગતિ.

2.6 બોર્ડ-સ્તરની સર્કિટરી
પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ મુખ્યત્વે ઇન્સ્યુલેટીંગ સબસ્ટ્રેટ, મેટલ વાયરિંગ અને વાયરના વિવિધ સ્તરો, સોલ્ડર ઘટકો "પેડ" ને જોડવાનું બનેલું છે.તેની મુખ્ય ભૂમિકા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે વાહક પ્રદાન કરવાની છે, અને ઇલેક્ટ્રિકલ અને યાંત્રિક જોડાણોની ભૂમિકા ભજવવાની છે.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના નિષ્ફળતા મોડમાં મુખ્યત્વે નબળા સોલ્ડરિંગ, ઓપન અને શોર્ટ સર્કિટ, ફોલ્લાઓ, બર્સ્ટ બોર્ડ ડિલેમિનેશન, બોર્ડની સપાટી પર કાટ અથવા વિકૃતિકરણ, બોર્ડ બેન્ડિંગનો સમાવેશ થાય છે.