兔拉检测 | 电阻的失效模式及分析
目前电阻常见的失效模式有:开路、机械损伤、阻值漂移、硫化、气体吸附与解吸、氧化等。
(1)开路
开路是指电阻器失去应有的阻值, 在测试时表现为开路。其失效机理一般为电极脱落、电极熔蚀和电阻膜层断裂等。
导致电极脱落的原因有:电极层与基片附着强度不够、电极层耐焊性差和焊接时受到过大的机械应力或热应力导致的电极锡流失现象。
导致电极熔蚀的可能原因有:中间电极层的厚度不够或保护玻璃釉层的厚度不够,内电极层(银钯层)外露,在焊接的过程中,锡铅焊料与银钯浆料共融,或在长时间的使用过程中发生银离子迁移或硫化反应,从而导致内电极出现空洞、缝隙,严重时甚至出现开路现象。
导致电阻膜层发生断裂的可能原因有:电阻膜层受到了超过其承受极限的电应力(功率)而过热,膜层中间部位的热量集中,严重时发生崩裂而开路。
(2)机械损伤
机械损伤失效是一种较常见的失效模式,一般表现为:基体断裂、端电极受损和电阻膜层受损等。
导致电阻机械损伤失效的原因,大多是由于电阻器在焊接、安装或转运过程中受到不当的机械应力作用而受损,而后又受到电、热和机械(冲击、振动和三防等)环境应力的作用所导致的。
(3)阻值漂移
阻值漂移失效是指电阻器在调试、使用过程中发生阻值超差、阻值跳变或电阻温度特性超差等现象。电阻受环境温度和其他试验条件(例如: 焊接、潮湿和加电工作等) 的影响,可能会发生标准允许的细微变化。
除此之外,受到意外应力(例如机械损伤、过电熔蚀等)的作用而损伤到电阻膜层,发生不可逆的阻值异常漂移。
(4)硫化
厚膜贴片电阻的内部电极采用了银,如果有硫黄成分气体从保护膜和电镀层之间的缝隙侵入,就会发生硫化反应,慢慢生成硫化银。由于硫化银不导电,因此随着电阻被硫化,电阻值慢慢增大,直至最终成为开路。
(5)气体吸附与解吸
电阻的电阻膜在晶粒边界上,或导电颗粒和黏结剂部分,总可能吸附非常少量的气体,它们构成了晶粒之间的中间层,阻碍了导电颗粒之间的接触,从而明显影响阻值。
温度和气压是影响气体吸附与解吸的主要环境因素。对于物理吸附,降温可增加平衡吸附量,升温则反之。由于气体吸附与解吸发生在电阻体的表面。所以对膜式电阻器的影响较为显著,阻值变化可达1%~2%。
(6)氧化
氧化是长期起作用的因素,与吸附不同的是,氧化过程是由电阻体表面开始,逐步向内部深入。除了贵金属与合金薄膜电阻外,其他材料的电阻体均会受到空气中氧气的影响。
氧化的结果是电阻值增大,电阻膜层愈薄,氧化影响就更明显。