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金属膜电阻阻值变大失效分析

发布日期:2024-05-15阅读量:516
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  • 金属膜电阻器是一种常见的电子元件,它利用金属膜层的电阻特性来限制电流。金属膜电阻器失效,即阻值变大,通常是由于以下几个原因造成的:

    1. 环境因素:长期在高温、潮湿或有腐蚀性气体的环境中工作,会导致金属膜层氧化或腐蚀,从而增加电阻值。

    2. 机械应力:如果电阻器受到外力冲击或振动,可能会导致金属膜层断裂或剥离,造成阻值增大。

    3. 电流过载:当通过电阻器的电流超过其额定值时,金属膜层可能会因过热而烧毁或变形,导致阻值上升。

    4. 时间老化:随着时间的推移,金属膜层可能会因为材料老化而逐渐失去其原有的电阻特性,这种自然老化过程也会导致阻值增大。

    5. 设计缺陷:如果电阻器在设计或制造过程中存在缺陷,如膜层不均匀或粘附不牢,也可能导致阻值在使用过程中发生变化。

    6. 焊接问题:不良的焊接工艺可能会导致金属膜层受损,或者焊料渗透到电阻层,这些都可能导致电阻值增大。

    7. 污染:如果电阻器表面积累了灰尘或其他污染物,也可能影响其电阻特性。



    为了预防金属膜电阻器失效,应当注意其工作条件,避免过载和不良的物理环境,同时确保焊接工艺的准确性和可靠性。定期检查和维护也是确保电阻器正常工作的重要措施。

    金属膜电阻阻值变大失效分析


    一、案例背景

    某电阻测试要求电阻为1000Ω,不良品实际测试为17MΩ; 根据要求对不良电阻进行失效分析。

    金属膜电阻阻值失效分析

     二、分析过程

    1、外观检查

    外观检查不良品电阻表面(两端内有金属帽的部分)有尖锐硬物造成的划痕,无其他异常。

    金属膜电阻失效分析



    2、电性能检查

    用万用表测试良品电阻值为1000Ω,不良品电阻值约20MΩ,不符合规格书的要求。用泰克370A测试不良品, IV曲线呈现为不稳定状态。

    金属膜电阻电性能检测

    良品测试阻值为0.9989KΩ


    金属膜电阻电性能检测

    不良品测试阻值为19.941MΩ


    金属膜电阻IV检测

    IV 测试曲线图

         

    3、X-Ray观察

    利用X-Ray对不良样品进行透视观察分析,发现不良品无明显外观异常。


    金属膜电阻X-RAY检测

    不良样品X-Ray形貌图


    4、开封检查

    化学开封检测,发现不良品电阻体切割道内有残留物,切割道边缘受损严重,电阻体断口处有刮痕,根据断口形貌判断为受到侧向外力冲击所致。结合沟道异物残留,边缘裂痕和镀层刮痕推测为崩边导致碎物冲击电阻体,产生损伤。


    金属膜电阻开盖检测

    不良品开封后形貌图

    金属膜电阻断口检测

    不良品镀层断口放大图


    5、SEM检查

    不良品解封后整体形貌(全部切割道边沿均可见粗糙,多有损伤,沟道内有大块残留物,电阻体上有断口,断口处旁边镀层上可见明显刮擦痕迹,基材断口形貌一致,左浅右深,疑是受外力撞击所致。


    金属膜电阻SEM检测

    不良品开封后SEM图

    金属膜电阻电镜拍照

    电阻体上缺口SEM放大图


    6、成分分析

    对不良样品进行正常镀层和镀层脱落处做成分分析,元素分析结果如下:不良品电阻正常镀层主要成分为Cr、Ni。镀层脱落处主要成分为Al,O。

    金属膜电阻成分分析

    正常镀层元素分析谱图


    金属膜电阻成分分析

    镀层脱落处元素分析谱图


    7、模拟实验检查

    经过对良品的模拟实验,良品电阻过电压&过负载首先会使电阻变色,但是不良品在损伤处无任何外观异常,所以可以排除过电压导致失效。


    8、结论

    导致不良品电阻发生阻值变大的原因如下:该电阻因为生产厂商工艺缺陷导致电阻体受损,与使用环境和条件无关。


    三、建议

    建议客户考虑评估相关批次产品的品质风险,加强对物料的可靠性分析,同时反馈相关失效信息给供应商,一起分析和改善对生产制程的管控。


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