电子元器件失效机理
电容器失效模式和失效机理
金属化纸介电容器在高湿环境中工作时,电容器正端引线根部会遭到严重腐蚀,这种电解性腐蚀导致引线机械强度降低,严重时可造成引线断裂失效.
(6)、铝电解电容器的失效机理
铝电解电容器正极是高纯铝,电介质是在金属表面形成的三氧化二铝膜,负极是黏稠状的电解液,工作时相当一个电解槽.铝电解电容器常见失效模式有:漏液、爆炸、开路、击穿、电参数恶化等,有关失效机理分析如下.
产生低电平失效的原因主要在于电容器引出线与电容器极板接触不良,接触电阻增大,造成电容器完全开路或电容量幅度下降.
精密聚苯乙烯薄膜电容器一般采用铝箔作为极板,铜引出线与铝箔极板点焊在一起.铝箔在空气中极易氧化;极板表面生成一层氧化铝半导体薄膜,在低电平条件下氧化膜层上的电压不足以把它击穿,因而铝箔间形成的间隙电容量的串联等效容量,间隙电容量愈小,串联等效容量也愈小.因此,低电平容量取决于极板表面氧化铝层的厚薄,氧化铝层愈厚,低电平条件下电容器的电容量愈小.此外,电容器在交流电路中工作时,其有效电容量会因接触电阻过大而下降,接触电阻很大时有效电容量可减小到开路的程度.即使极板一引线间不存在导电不良的间隔层,也会产生这种后果.
② 电解液沿引线渗漏,使引线遭受化学腐蚀;
③ 引线在电容器制造过程中受到机械损伤;
④ 引线的机械强度不够.
(6) 引起电容器绝缘子破裂的主要原因
① 机械损伤;
② 玻璃粉绝缘子烧结过程中残留热力过大;
③ 焊接温度过高或受热不均匀.
(7) 引起绝缘子表面飞弧的主要原因
① 绝缘了表面受潮,使表面绝缘电阻下降;
⑧ 在机械应力作用下电介质瞬时短路.
(2) 引起电容器开路的主要失效机理
① 引线部位发生“自愈“,使电极与引出线绝缘;
细叙各类电子元器件的失效模式与机理
细叙各类电子元器件的失效模式与机理
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。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
硬件工程师调试爆炸现场
所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。
下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。
电阻器失效模式与机理失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
1、电阻器的主要失效模式与失效机理为1) 开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。
2) 阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。
3) 引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。
4) 短路：银的迁移，电晕放电。
2、失效模式占失效总比例表
(1)、线绕电阻
失效模式占失效总比例开路90%阻值漂移2%引线断裂7%其它1%
(2)、非线绕电阻
失效模式占失效总比例开路49%阻值漂移22%引线断裂17%其它7%
3、失效机理分析
电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。
(1)、导电材料的结构变化
薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。
按热力。
电子元器件的失效分析
电子元器件的失效分析随着人们对电子产品质量可靠性的要求不断增加，电子元器件的可靠性不断引起人们的关注，如何提高可靠性成为电子元器件制造的热点问题。
例如在卫星、飞机、舰船和计算机等所用电子元器件质量可靠性是卫星、飞机、舰船和计算机质量可靠性的基础。
这些都成为电子元器件可靠性又来和发展的动力，而电子元器件的实效分析成为其中很重要的部分。
一、失效分析的定义及意义可靠性工作的目的不仅是为了了解、评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要改进、提高电子元器件的可靠性。
所以，在从使用现场或可靠性试验中获得失效器件后，必须对它进行各种测试、分析，寻找、确定失效的原因，将分析结果反馈给设计、制造、管理等有关部门，采取针对性强的有效纠正措施，以改进、提高器件的可靠性。
这种测试分析，寻找失效原因或机理的过程，就是失效分析。
失效分析室对电子元器件失效机理、原因的诊断过程，是提高电子元器件可靠性的必由之路。
元器件由设计到生产到应用等各个环节，都有可能失效，从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。
因此，需要找出其失效产生原因，确定失效模式，并提出纠正措施，防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现，提高元器件的可靠性。
归纳起来，失效分析的意义有以下5点：（1）通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。
（2）通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。
（3）为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段。
（4）在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据。
（5）通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。
二、失效的分类在实际使用中，可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式，可以分为开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因，可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效；按失效程度，可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效；按失效后果的严重性，可以分为致命失效、严重失效、轻度失效；按失效的关联性和独立性，可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效；按失效的场合，可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现，可以分为明显失效、隐蔽失效。
电子元器件的失效机理和失效模式分析
电子元器件的失效机理和失效模式分析摘要：电子元器件在运行过程中，经常由于失效与故障的发生影响到电子设备的正常运转。
元器件不仅是电子设备最为基础的组成结构，而且也是提高系统性能的主要载体。
一般来说，电子设备中的许多问题都是由电子元件的问题引起的。
为了确保电子设备可以正常工作，我们必须对常见设备中电子元器件的失效机理与常见故障情况有一个清晰的认知。
关键词：电子元器件；失效；机理；缺陷；故障1.电子元器件的失效机理一般来说，设计方案存在破绽，制作工艺不完善，使用方法不当，以及环境方面存在问题都会导致电子元器件出现故障。
我们将通过以下几个方面来分析探索电子元器件发生故障的缘由。
（一）电阻器的失效原理电阻作为电子设备的加热元件，是电子设备中使用时间最长的设备。
在电子设备的使用过程中，因电阻器故障造成电子设备发生故障的缘由占总数的15%。
电阻器的失效机理，对电子设备的结构和工艺特性有着决定性的意义。
当电阻出现问题后，人们通常不会将其修复，而是会思考：我们为什么不用一条新的电阻线代替呢？当电阻丝烧毁时，在某些情况下，烧毁的区域可以重新焊接，然后使用。
电阻劣化大多是由于其散热性差、湿度过大或制造存在漏洞等缘由引起的，而烧坏则是由于电路异常引起的，如短路、过载等缘由。
常见的电阻烧坏情形有两种：一种是电流过载和电阻高温引发的电阻烧坏，此时很轻易便可以发觉电阻表面出现损伤。
另一种则是瞬时高压加到电阻上引起的电阻开路或电阻值增大，一般情况下，此时电阻的表面变化不明显，这种故障电阻在高压电路中经常出现[1]。
电阻失效通常是因为致命故障和漂移参数故障。
结合电子设备的实际使用情况我们发现，由前者原因引发电阻器故障的占比可高达90%，包含了短路，机械损伤，接触损坏等等情形，而一般只有10%的电阻故障是由漂移参数故障引起的。
另外接触不良非常容易引起故障，而出现接触不良的情形主要是因为：（1）接触压力太大导致弹簧片松弛，接触点偏离轨道。
应用总结-电子元器件失效分析
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失效模式与失效机理
3.10、键合失效——一般是指金丝和铝条互连之间的键合失效。由于金铝之间的化学势的不同，经长期使用或200℃以上高温储存后，会产生多 种金属间化合物，如紫斑、白斑等。结果使铝层变薄，粘附性下降，造 成半断线状态，接触电阻增加，最后导致开路失效。在300℃高温下还会 产生空洞，即柯肯德尔效应，这种效应是在高温下金向铝中迅速扩散并 形成化合物，在键合点四周出现环形空洞，使铝膜部分或全部脱离，形 成高阻或开路。
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失效分析的主要内容
二、失效分析的主要内容-思路
2.1、明确分析对象 明确分析对象及失效发生的背景。在对委托方提交的失效样品进行具 体的失效分析操作之前，失效分析人员应该和委托方进行沟通，了解失 效发生时的状况，确定在设计、生产、检测、储存、传送或使用哪个阶 段发生的失效，如有可能要求委托方详细描述失效发生时的现象以及失 效发生前后的操作过程。 2.2、确定失效模式 失效的表面现象或失效的表现形式就是失效模式。失效模式的确定通 常采用两种方法，即电学测试和显微镜观察。 立体显微镜观察失效样品的外观标志是否完整，是否存在机械损伤， 是否有腐蚀痕迹等； 金相显微镜和扫描电子显微镜等设备观察失效部位的形状、大小、位 置、颜色，机械和物理特性等，准确的扫描失效特征模式。 电学测试判断其电参数是否与原始数据相符，分析失效现象可能与失 效样品中的哪一部分有关。
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失效模式与失效机理
（2）操作失误造成的电损伤 2-1 双列直插式封装的集成电路当测试时不慎反插，往往就会造成电 源和地两端插反，其结果是集成电路电源与地之间存在的PN结隔离二极 管就会处于正偏(正常情况是反偏)，出现近100毫安的正向电流，这种电 过应力损伤随着通电时间的增长而更加严重。这种损伤如果不太严重， 虽然电路功能正常，只表现出静态功耗增大，但这种受过损伤的电路， 可靠性已严重下降，如果上机使用，就会给机器造成隐患。 2-2 T0-5型金属管壳封装的集成电路，电测试时容易出现管脚插错或 管脚间相碰短路。这种意外情况有时也会导致集成电路内部某些元器件 的电损伤。 2-3 电路调试时，不慎出现“试笔头”桥接短路管脚，这种短接有时 会造成电损伤。 2-4 在电子设备中设置的“检测点”，如果位置设置不当又无保护电 路时，维修时就可能将不正常的电压引入该端而损伤器件。
集成电路中esd失效机理分析
静电放电是一个复杂多变的随机过程，同时静电放电有许多不同的放电形式，产生静电放电的静电源多种多样，而且同一静电源对不同的物体放电时产生的结果也不一样，会受气候、环境等条件的影响，不利于得到具有重复性的放电结果，难以有效地对ESD的效应和危害进行止确的评估。但是根据不同场合静电放电的主要特点可以建立相应的静电放电模型，模拟静电放电的主要特征。
基于ESD产生的原因及其对集成电路放电的不同方式，通常将静电放电事件分为以下几类模型：人体模型(HBM)、机器模型(MM)、带电器件模型(CDM)、传输线脉冲模型(TLPM)等。
(1)人体模型(Human Body Mode--HBM)
当带有静电的人体或其他物体与IC管脚接触，储存于人体之中的电荷将转移到IC上，使其带电，或通过IC对地放电，这种ESD用人体放电模型来描述。该放电过程会在几百ns时间内产生数安培的瞬间放电电流，将IC内的器件烧毁。
静电是一种电能，它存在于物体表面，是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象。静电现象是指电荷在产生与消失过程中所表现出的现象的总称，如摩擦起电就是一种静电现象。静电产生原因放电危害
由于物体间的接触分离(如摩擦、剥离、撕裂和搬运中的碰撞等)或电场感应，都会因物体之间或物体内部带电粒子的扩散、转移或迁移而形成物体表面电荷的积聚，即呈现带电现象。这种现象的存在，有可能导致物体表面电荷对空气中带异性电荷的微粒子尘埃的吸引造成电子敏感元器件绝缘性能的降低、结构腐蚀或破坏。当外界条件适宜时，这种积聚电荷还会产生静电放电，使元器件局部破损或击穿，严重时，还会引起火灾、爆炸等。曾报道某厂在修理程控交换机上的半导体集成电路时因静电引起爆炸事故的文章[1]。应当指出，静电引起电子元器件局部结构破损和性能降低，是对元器件使用寿命的一种潜在威胁，因为它难于检验，故造成事故的随机性更大，并且易于与其他失效原因混淆而被掩盖。
工业元器件低温失效原理
工业元器件低温失效原理
在低温环境下，工业元器件可能会出现失效现象，这主要是由于以下几个方面的原因：
1.材料脆化：许多材料在低温下会变得更加脆硬，失去韧性。
这种脆
化现象会导致材料在受到外力作用时更容易断裂或破损，从而影响元器件的性能和使用寿命。
2.粘滞性增加：在低温环境下，一些润滑剂和液体的粘滞性会增加，
使得运动部件难以启动或运转。
这种增加的粘滞性会导致元器件机械效率下降，甚至可能导致机械部件卡死或磨损增加。
3.电介质物理性质变化：一些电介质在低温下会发生物理性质的变化，
如介电常数、介质损耗等参数的变化。
这些变化会影响电信号的传输和存储，导致电子元器件性能不稳定或失效。
4.密封件硬化：一些密封材料在低温下会硬化，失去弹性。
这会导致
密封性能下降，可能引起气体或液体泄漏，影响元器件的正常工作。
5.热膨胀系数差异：在不同材料之间，热膨胀系数可能存在差异。
在
低温环境下，这种差异可能导致元器件内部应力增加，产生裂纹或断裂，特别是在焊接点和接合处。
综上所述，工业元器件在低温环境下可能会出现多种失效模式。
为了确保元器件在低温环境下的可靠性和稳定性，需要了解和掌握这些失效原理，采取相应的设计和保护措施。
常见的电子元器件失效机理与分析
常见的电子元器件失效机理与分析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。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
硬件工程师调试爆炸现场所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。
下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。
电阻器失效失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
电阻器的失效模式与机理▶开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。
▶阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。
▶引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。
▶短路：银的迁移，电晕放电。
失效模式占失效总比例表▶线绕电阻：▶非线绕电阻：失效模式机理分析电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。
▶导电材料的结构变化：薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。
按热力学观点，无定型结构均有结晶化趋势。
在工作条件或环境条件下，导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化，也即导电材料内部结构趋于致密化，能常会引起电阻值的下降。
结晶化速度随温度升高而加快。
电阻线或电阻膜在制备过程中都会承受机械应力，使其内部结构发生畸变，线径愈小或膜层愈薄，应力影响愈显著。
一般可采用热处理方法消除内应力，残余内应力则可能在长时间使用过程中逐步消除，电阻器的阻值则可能因此发生变化。
结晶化过程和内应力清除过程均随时间推移而减缓，但不可能在电阻器使用期间终止。
可以认为在电阻器工作期内这两个过程以近似恒定的速度进行。
与它们有关的阻值变化约占原阻值的千分之几。
电负荷高温老化：任何情况，电负荷均会加速电阻器老化进程，并且电负荷对加速电阻器老化的作用比升高温度的加速老化后果更显著，原因是电阻体与引线帽接触部分的温升超过了电阻体的平均温升。
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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。
一个有效的老化方法能降低生产成本，提高收益，减少不必要的损失和麻烦。
2 研究电子元器件失效的意义电子元器件的失效即为特性的改变，表现为激烈或缓慢变化，不能正常工作。
在文献[1]中介绍了电子元器件的失效原因。
其主要分为：1致命性失效：如过电应力损伤2缓慢退化：如MESFET（金属—半导体场效应晶体管）的IDSS（饱和漏源电流）下降3间歇失效:如塑封器件随温度变化间歇失效在文献[1]中也介绍了研究电子元器件失效的实验方法。
其主要可分为：1应力----强度模型即保持元器件所在的环境不发生任何变化只改变应力的大小。
从一个低的应力下缓慢增加直至应力超过元器件的强度承受范围（如过电应力（EOS）静电放电（ESD）闩锁等等），纪录下在各种应力的电子元器件的各种电气特性的数据，用来在实验结束后进行数据处理和分析。
2应力----时间模型即保持元器件所处的环境下各种应力是保证不发生变化的，在某一特定的应力下随着时间的积累效应，特性变化超差（如金属电迁移，腐蚀，热疲劳等等）。
同样也要纪录下在各个时间段内元器件的各种电气特性数据，用来在实验结束后进行数据处理和分析。
研究电子元器件的失效原理能确定它的失效模式、失效机理，研究分析老化机理，防止失效重复出现，并提出可行的老化方法。
3 各种电子元器件失效原因和老化机理3.1电容器的失效原理在文献[1]中介绍了各种电容器的失效原因和老化一：电解电容电解电容主要应用于电源滤波，一旦短路后果严重。
它的优点是电容量大，价格低;缺点是寿命短，漏电流大，易燃。
在经过大量的研究后发现电解电容的失效原因主要有以下几点。
1：漏液：电容减小，阳极氧化膜损伤难以修补，漏电流增大2：短路放电：大电流烧坏电极3：电源反接：大电流烧坏电极，阴极氧化，绝缘膜增厚，电容量下降4：长期放置：不通电，阳极氧化膜损伤难以修补，漏电流增大与其对应的老化主要是：降温使用，不做短路放电，电源不反接，经常通电。
二：固体钽电容失效原因：过流烧毁；正负极反接。
三：陶瓷电容失效原因：电路板弯曲引起芯片断裂，漏电流增大；银迁引起边缘漏电和介质内部漏电。
3.2微电子器件的失效原理在文献[1]中介绍了微电子器件的失效原理主要有如下几种情况。
开路的可能失效原因：过电烧毁、静电损伤、金属电迁移、金属的电化学腐蚀、压焊点脱落、CMMOS电路的闩锁效应。
漏电和短路的可能失效原因：颗粒引发短路、介质击穿、PN微等离子击穿、Si-Al互熔。
参数漂移的可能失效原因：封装内水汽凝结、介质的离子玷污、欧姆接触退化、金属电迁移、辐射损伤。
在文献[1]中也介绍了一些环境应力对微电子器件的影响。
例如水汽对电子元器件的影响主要包括：电参数漂移；外引线腐蚀；金属化腐蚀；金属半导体接触退化等。
辐射对电子元器件的影响主要包括：参数漂移、软失效。
过电：PN结烧毁、电源内引线烧毁、电源金属化烧毁。
静电：MOS器件氧化层击穿、输入保护电路潜在损伤或烧毁。
热：键合失效、Al-Si互熔、PN结漏电热电：金属电迁移、欧姆接触退化。
高温：芯片断裂、芯片粘接失效。
低温：芯片断裂。
3.3ZnO 压敏电阻失效原理在文献[2-5]中介绍了ZnO 压敏电阻的导电机理和失效原因。
ZnO 压敏电阻由于具有优良的非线性伏安特性和冲击能量吸收能力，在高、中、低压电气工程领域均有广泛的应用，用以限制过电压对回路或系统的危害。
ZnO 压敏电阻在电力系统中主要用作ZnO避雷器的关键器件，ZnO压敏电阻的电气性能决定了ZnO避雷器限制过电压的水平。
其主要的导电机理如表3-1所示。
表3-1氧化锌电阻片导电机理的研究历程年份研究者模型1971Matsuoka 空间电荷限制电流（SCLC）1975 Levinson&Phillip 晶粒界面层的遂穿过程1975 Levine 肖特基势垒的遂穿过程1976 Morris 肖特基势垒遂穿过程1977 Emtage 有异质结的肖特基势垒遂穿过程1978 Einzinger 有异质结的遂穿过程1979 Mahan、Levinson&philip 有穴参与肖特基势垒的遂穿过程1980 Eda 异质结的旁路效应1982 Pike 空穴诱导导通1986 Levinson&philip 异质结的旁路模型1986 Blatter&Greuter 空穴诱导导通1987 Suzuoki 空间电荷诱导电流1999 章天金晶界存在多个驰豫时间不同的德拜驰豫机构2001 Bueno p-n异质结局域态由于ZnO 压敏电阻的广泛应用。
所以吸引了许多学者对它的失效原因和老化机理进行了大量的研究。
目前提出的失效原因主要包括离子迁移、载流子陷阱、偶极子极化、氧离子解吸附和化学反应等，归纳其中具有代表性的研究成果如表3-2所示。
表3-2 ZnO 压敏电阻老化机理的研究进展研究者产生老化现象的原因Eda,Matsuoka 老化的样品会产生热刺激电流，可能与离子迁移有关Eda,Iga 离子迁移导致肖特基势垒畸变Chiang,Kingery 掺杂离子在晶界层不对称分布Gupta 提出晶界缺陷模型，填隙锌离子的迁移影响老化特性Sonder 高温下氧离子迁移，微裂纹会形成氧离子的导电通道李盛涛，刘辅宜离子迁移和由于离子浓度梯度所导致的热扩散Sato 电子被耗尽层中陷阱中心所捕获，在晶界层附近积累李惠峰偶极子取向使得极化时间变长Takahashi 晶界层氧离子的解吸附Bui,Loubiere局部放电产生HNO3使得势垒高度降低Ramfrez氧元素减少与β相Bi2O3消失Wang Mao-Hua 填隙锌离子在晶界与带负电锌空位发生反应生成中性填隙锌原子Erhart 填隙锌与锌空位的扩散在文献[2-5]中针对目前对ZnO压敏电阻老化机理的研究成果,主要提出了如下的几种老化。
1 提高ZnO粉体的质量，如制备纯度高、粒径分布好、易于分散的纳米ZnO粉体，特别是将其他掺杂成分如Bi2O3等在制粉过程引入，制备纳米复合粉末，将可从根本上改善掺杂成分的均匀性，从而大幅度地提高氧化锌电阻片的性能。
2 采用新的烧结工艺，如微波或微波等离子烧结氧化锌电阻片，已展示良好的应用前景，但还存在工艺控制稳定性和规模化生产等问题。
因此，应进一步探讨和完善新的烧结工艺，以降低烧结能耗，提高烧成质量和产品合格率。
3.4发光二极管（LED）的失效原理在文献[6-11]中介绍了各类LED的失效原因和老化机理。
很多研究已经证实,发光二极管(LED)在失效过程中将导致芯片、封装、荧光粉区域失效。
LED老化实验条件普遍为施加电应力、热应力,由于不同材料热膨胀系数之间差异和缺陷生长,导致LED光通量的衰减,主要的老化机理包括暗点缺陷、金属合金迁移、组分变化等。
随着LED 生产技术水平的提高, 其理论寿命已达到10万小时, 而常规应力下的寿命试验很难对它的寿命和可靠性及时地做出客观的评价, 因此研究时通常采用加速寿命实验方法。
加速实验是在加大应力情况下加快LED 内部物理化学的变化, 能够在较短时间内暴露出器件结构设计和材料的缺陷,为LED 结构设计和材料选择提供依据和参考。
由于LED 是功率型器件, 受电流和温度影响较大, 因此采用加大LED 工作电流应力和环境温度应力的方法。
常用的加速寿命实验分为恒定应力加速实验和步进应力加速实验。
通过国内外众多科研机的研究得出LED的失效原因有如下几点。
1：芯片材料缺陷引起器件光输出的衰减。
这主要是由以下这些国内外学者经过研究得到的。
W.Y.Ho 等在电流加速寿命试验中采用DLTS技术, 发现在退化前后距导带1.1eV处的深能级缺陷密度从2.7×1013 cm- 3 上升到4.2×1013 cm- 3,异质结分界面因晶格失配产生的缺陷密度增加。
F.Manyakhin等分析了GaN 基LED在电流加速寿命试验中光电参数的变化及空间电荷层离化受主的分布，解释了发光强度在老化过程中的变化原因, 认为在老化过程中的第一阶段, 以有源层中的Mg- H 化合物受热电子迁移影响分解形成Mg+为主, 使P 型层的离化受主浓度增加, 复合几率增大从而增强了发光强度; 在第二阶段, 施主缺陷N 空位形成增多, 而Mg- H浓度较低制约受主浓度的增加, 从而使非辐射复合中心增加, 降低了发光强度。
郑代顺等认为这些深能级缺陷由于对载流子有较强俘获作用而降低了器件的发光效率, 而注入载流子的非辐射复合造成的晶格振动又导致了缺陷的运动和增加, 从而使发光效率在老化过程中持续降低。
2：封装材料热退化造成失效。
温度升高及蓝光和紫外线照射会使环氧树脂的透明度严重下降。
Barton 等研究发现150℃左右环氧树脂的透明度降低, LED光输出减弱, 在135℃～145 ℃范围内还会引起树脂严重退化, 对LED 寿命有重要的影响。