电阻膜腐蚀导致电阻发生不良的失效分析
文章来源:腾昕检测
01 引 言
电阻失效发生的机理是多方面的,环境或工作条件若发生变化都有可能造成电阻的失效。其中,因外部水汽或其它腐蚀性气体等造成电阻膜腐蚀,进而导致电阻开路或阻值变大的失效情景时有发生。本文依据此,进行案例分享。
02 案例分享
1.贴片电阻因电阻膜腐蚀失效案例
贴片电阻(SMD Resistor)又名片式固定电阻器(Chip Fixed Resistor) ,是金属玻璃釉电阻器中的一种。
以下是贴片电阻中因电阻膜腐蚀造成的不良解析过程:
阻值测试
不良品电阻阻值
良品电阻阻值
说明: 对样品电阻的阻值进行测试,其中不良品电阻阻值为∞,良品电阻阻值为0.499MΩ。
SEM分析
说明: 对样品电阻进行SEM分析,电阻本体表面有孔隙、凹坑。
开封后金相分析
说明: 对电阻脱膜后进行金相分析,电阻膜缺损。
EDS分析
说明: 电阻膜进行EDS检测,电阻膜损伤位置K元素含量约占1.3%。
分析结果:通过阻值测试、SEM分析、脱膜后金相分析、EDS检测,判断引起电阻失效的原因:
1.电阻本体表面有孔隙、凹坑;
2.电阻脱膜后,检出电阻膜有缺损;
3.电阻脱膜后EDS检测电阻膜损伤位置发现K元素,K元素约占1.3%;
2.色环电阻因电阻膜腐蚀失效案例
色环电阻是在电阻封装上(即电阻表面)涂上一定颜色的色环,来代表这个电阻的阻值。色环实际上是早期为了帮助人们分辨不同阻值而设定的标准。
以下是色环电阻中因电阻膜腐蚀造成的不良解析过程:
外观检测
说明: 对样品进行外观检测,电阻电极位置有破损的现象。
阻值测试
说明: 对不良电阻进行阻值检测,测试结果均显示超规格。
开封后金相分析
说明: 对样品进行脱膜后金相显微镜检测,发现电阻膜存在缺损。
SEM分析
说明: 对样品进行SEM检测,发现电阻膜存在损伤。
EDS分析
说明:损伤位置Cr占0.54%,Ni占0.8%,K元素,占0.03%
说明:未损伤位置,Cr占1.47%,Ni占1.58%
分析结果:
通过外观、阻值、SEM、EDS等检测,判断引起电阻失效的原因:
① 未发现电阻内部有明显的异常;
② 电阻膜有缺损,导致电阻值大或开路失效;
③ 电阻膜有损伤,且损伤位置发现O元素含量较高,还有部分K元素(K离子极易溶入水中,容易造成电阻膜电解);
03 失效机理
电阻膜腐蚀造成电阻失效的发生机理为:外部水汽通过表面树脂保护层浸入到电阻膜层,在内部电场作用下,发生水解反应。电阻膜表面残留的K离子、Na离子极易溶于水,加速了电阻膜的水解反应,致使电阻膜腐蚀失效。
基于此,为了减少这种失效情况的发生,我们建议从以下两个方面入手:
一是从工艺入手,增加三防工艺,避免水汽侵蚀;
二是从选材切入,选用高可靠性的电阻材料。
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