電阻膜腐蝕導(dǎo)致電阻發(fā)生不良的失效分析

引 言

電阻失效發(fā)生的機理是多方面的，環(huán)境或工作條件若發(fā)生變化都有可能造成電阻的失效。其中，因外部水汽或其它腐蝕性氣體等造成電阻膜腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致電阻開路或阻值變大的失效情景時有發(fā)生。本文依據(jù)此，進(jìn)行案例分享。

案例分享

1.貼片電阻因電阻膜腐蝕失效案例

貼片電阻(SMD Resistor)又名片式固定電阻器(Chip Fixed Resistor) ，是金屬玻璃釉電阻器中的一種。

以下是貼片電阻中因電阻膜腐蝕造成的不良解析過程：

阻值測試

不良品電阻阻值

良品電阻阻值

說明: 對樣品電阻的阻值進(jìn)行測試，其中不良品電阻阻值為∞，良品電阻阻值為0.499MΩ。

SEM分析

說明: 對樣品電阻進(jìn)行SEM分析，電阻本體表面有孔隙、凹坑。

開封后金相分析

說明: 對電阻脫膜后進(jìn)行金相分析，電阻膜缺損。

EDS分析

說明: 電阻膜進(jìn)行EDS檢測，電阻膜損傷位置K元素含量約占1.3%。

分析結(jié)果：通過阻值測試、SEM分析、脫膜后金相分析、EDS檢測，判斷引起電阻失效的原因：

1.電阻本體表面有孔隙、凹坑；

2.電阻脫膜后，檢出電阻膜有缺損；

3.電阻脫膜后EDS檢測電阻膜損傷位置發(fā)現(xiàn)K元素，K元素約占1.3%；

2.色環(huán)電阻因電阻膜腐蝕失效案例

色環(huán)電阻是在電阻封裝上（即電阻表面）涂上一定顏色的色環(huán)，來代表這個電阻的阻值。色環(huán)實際上是早期為了幫助人們分辨不同阻值而設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。

以下是色環(huán)電阻中因電阻膜腐蝕造成的不良解析過程：

外觀檢測

說明: 對樣品進(jìn)行外觀檢測，電阻電極位置有破損的現(xiàn)象。

阻值測試

說明: 對不良電阻進(jìn)行阻值檢測，測試結(jié)果均顯示超規(guī)格。

開封后金相分析

說明: 對樣品進(jìn)行脫膜后金相顯微鏡檢測，發(fā)現(xiàn)電阻膜存在缺損。

SEM分析

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說明: 對樣品進(jìn)行SEM檢測，發(fā)現(xiàn)電阻膜存在損傷。

EDS分析

說明:損傷位置Cr占0.54%，Ni占0.8%，K元素，占0.03%

說明:未損傷位置，Cr占1.47%，Ni占1.58%

分析結(jié)果：

通過外觀、阻值、SEM、EDS等檢測，判斷引起電阻失效的原因：

① 未發(fā)現(xiàn)電阻內(nèi)部有明顯的異常；

② 電阻膜有缺損，導(dǎo)致電阻值大或開路失效；

③ 電阻膜有損傷，且損傷位置發(fā)現(xiàn)O元素含量較高，還有部分K元素（K離子極易溶入水中，容易造成電阻膜電解）；

失效機理

電阻膜腐蝕造成電阻失效的發(fā)生機理為：外部水汽通過表面樹脂保護(hù)層浸入到電阻膜層，在內(nèi)部電場作用下，發(fā)生水解反應(yīng)。電阻膜表面殘留的K離子、Na離子極易溶于水，加速了電阻膜的水解反應(yīng)，致使電阻膜腐蝕失效。

基于此，為了減少這種失效情況的發(fā)生，我們建議從以下兩個方面入手：

一是從工藝入手，增加三防工藝，避免水汽侵蝕；

二是從選材切入，選用高可靠性的電阻材料。

新陽檢測中心有話說：

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審核編輯黃宇