五大常见电子元器件的失效全解析

电子设备中绝大部分故障最终都可溯源至元器件失效。熟悉各类元器件的失效模式，往往仅凭直觉就能锁定故障点，或仅凭一次简单的电阻、电压测量即可定位问题。

电阻器类

电阻器家族包括固定电阻与可变电阻（电位器），在整机中数量庞大且持续耗能，其引发的故障约占总故障的15 %。统计表明，其中85 %～90 %为断路、机械损伤、短路、绝缘击穿等致命失效，仅约10 %源于阻值漂移。

1. 材料-结构决定失效模式 碳膜电阻：

引线断裂、基体缺陷、膜层均匀性差、刻槽缺陷、膜-端电极接触不良、污染。

金属膜电阻：

膜层破裂、银迁移、氧化还原、静电荷、电晕放电、引线松脱。

线绕电阻：

接触不良、电流腐蚀、焊点熔解、绝缘破损。

可变电阻：

接触簧片疲劳、杂质污染、环氧胶劣化、轴心倾斜。

2. 变质与开路

固定电阻变质多以阻值增大为特征，诱因包括散热不良、潮湿或制造缺陷。烧毁有两种典型外观： 过流型——表面焦糊，易于目测； 高压脉冲型——表面完好，阻值却呈开路或大幅漂移，常见于高压电路。

3. 电位器接触不良

据统计表明，电信设备电位器故障中90 %、电视机中87 %表现为接触不良，原因有：

• 接触压力不足、簧片应力松弛、滑动触点偏离轨道；
• 氧化膜或污染膜形成；
• 导电层/电阻合金线磨损或烧毁。
  

4. 检修策略

固定电阻失效直接更换；线绕电阻若仅局部烧断，可重绕修复。电位器接触不良可先用无水乙醇清洗后复测，仍不恢复即更换。

电容器类

电容失效现象可归纳为击穿、开路、参数退化、漏液及机械损伤，其机理与产品结构、材料、工艺、环境应力耦合相关。

1. 失效机理 击穿：

介质疵点、老化、电化学击穿、边缘飞弧、金属离子迁移、内部气隙放电。

开路：

阳极箔腐蚀断裂、引出线氧化、电解质干涸、机械应力瞬时断开。

参数退化：

潮湿老化、金属离子迁移、残余应力、电解质挥发、接触电阻增大。

2. 检测方法 电解电容：

万用表R×1 k或R×10 k挡，通过充放电曲线判断容量、漏电。充电电流大且回零慢者容量足；指针不动则失效；回零阻值低则漏电严重。

1 mF以上普通电容：

多次同极性触碰法，观察指针摆动判断漏电或击穿。

1 mF以下：

优先使用数字表电容挡；无电容挡时，可与同规格好电容并联判断开路。

精密参数：

LCR电桥测容量，晶体管图示仪测耐压。

电感与变压器类

故障以外应力为主：负载短路导致过流、通风不良导致过热、潮湿导致绝缘下降。金鉴实验室在进行试验时，严格遵循相关标准操作，确保每一个测试环节都精准无误地符合标准要求。

1. 常见故障现象

• 通电嗡嗡响——铁心未夹紧或过载；
• 高热、冒烟、焦味——线圈匝间短路或过载；
• 保险丝熔断——严重短路。
  

2. 检测方法 直流电阻法：

用R×1 W测天线/振荡线圈，R×10 W～R×100 W测中周、变压器。阻值显著低于经验值说明匝间短路；阻值为零说明完全短路。初级-次级间电阻应为无穷大，否则为漏电。

通电法：

次级电压明显下降提示局部短路；迅速升温、冒烟即判定内部短路。

仪器法：

高频Q表测电感量及Q值；兆欧表测绝缘；电感短路仪排查低频线圈局部短路。调压变压器需定期清理碳刷碎片与积碳，防止二次短路。

集成电路类

• 电极开路/时断时通——金属迁移、电蚀、工艺缺陷；
• 电极短路——金属扩散、金属化缺陷、异物；
• 引线折断——线径不均、机械应力、电蚀；
• 参数漂移——材料缺陷、可动离子污染；
• 机械磨损/封装裂纹——封装工艺缺陷、环境应力；
• 可焊性下降——镀层不良、氧化污染；
• 整机无法工作——多由外部工作条件超限引发。
• 先确认外围电源、时钟、复位正常，再对可疑引脚进行静态电压、波形、热像扫描比对，最后辅以X-ray或微探针确认内部金属化缺陷。

结语

元器件失效虽呈现多样性，但其物理-化学机理具有高度可归纳性。掌握材料特性、工艺弱点与环境耦合规律，辅以针对性检测手段，即可在复杂系统中迅速抽丝剥茧、精准定位故障源。