电阻失效分析
20Mn2制链用钢电阻对焊失效原因分析
∞
无异常。
２ ） 因工件 尺寸 较 小 ， 可 采 用 焊接 强 条 件 ， 不 会 出现未 焊 透 缺 陷 。 即 ： 缩 短 通 电时 间 ， 增 加 电流 强 度 。因焊接 刚 开始 时 ， 接触 点 上 的 电流密 度很 大 端 面温 度 迅 速 升 高 ， 接触 面迅 速 氧 化 ， 因此 可适 当推
２ ０ １ ３年 ｌ １ 月 第四期
２ ０ Ｍｎ ２制链 用 但 会增 加生 产成本 。
３ ｌ
４ ） 断后 工 件 纵 向 剖 开 的 金 相 检 验 结 果 显 示 焊
缝 及基 体处 组织 均 为 回火 屈 氏体 ＋少 量铁 素 体 ， 没 有 出现贝 氏体 ， 表 明工件 电阻对 焊后 的热 处 理工 艺
制链 用钢 电 阻对 焊 后 在 拉 伸 载 荷 下 基本 可 以拉 伸
３ 结 论 和建 议
由以上分 析 可 以看 出原 材 料 及 热 处 理 工 艺 均
到 １ ２ ６ Ｋ Ｎ而 不从 焊缝处 断 开 ， 即实 现焊 缝 和基体 等
强度 。 参考 文献
［ １ ］ 王淑 军， 温 占高 ． 钢 制 车轮 轮毂 电阻对焊 开裂影响 因素 分析 ． 研 究与开发 ， ２ ０ ｌ １ （ ３ ） ： ８ ２ ～８ ５
无 异常 ， 但 因工 件 尺 寸 较 小 ， ２ ０ Ｍ ｎ ２制 链 用 钢 电 阻
对焊 中 ， 施加 顶锻 力之 前 ， 在 一定 的 电阻 热 下 ， 工 件
氧化 严 重 ， 同 时 产 生 了部 分 脱 碳 ， 导 致 在 一 定 的顶 锻 力下 ， 工件 氧化 产 生 的非 金 属 氧化 物 不 能完 全被 挤 出焊缝 ， 在 随后 的拉 伸 载荷 下 ， 有 效受 力 面 缩小 ， 导致 焊缝 的 强度 低 于基 体 的强 度 。因 焊 缝 和基 体
片状电阻器开短路失效模式浅析
片状电阻器开短路失效模式浅析发布时间：2022-10-30T07:57:47.005Z 来源：《科技新时代》2022年第12期6月作者：邢美丽高帅范诚[导读] 片式电阻器广泛用于控制器中，与传统电阻器相比，片状电阻具有重量轻、体积小、组装密度高、易于自动化装配等优点，在电子产品中应用越来越多邢美丽高帅范诚陕西华星电子集团有限公司陕西咸阳 712000摘要：片式电阻器广泛用于控制器中，与传统电阻器相比，片状电阻具有重量轻、体积小、组装密度高、易于自动化装配等优点，在电子产品中应用越来越多。
本文重点对片状电阻失效机理进行浅析。
关键词：热敏电阻；失效分析；可靠性片状电阻等片式元件作为电子电路中的基础元件，因SMT技术的发展广泛应用在各类型电子产品中。
片状电阻优点众多：体积小、重量轻、组装密度高、易标准化装配、成本低等，但是在实际应用中常出现很多问题，当片状电阻器出现开短路及值大、值小等性能问题时，会导致主控板检测电压信号不稳定，进而造成显示器上显示故障代码，直接影响用户对产品运行状态的错误判断，因此，结合过程和售后数据对片状电阻器失效机理及工作可靠性进行研究分析，具有非常重要的意义。
1片状电阻结构和主要失效模式1.1片状电阻的结构片状电阻一般由陶瓷基片、电阻膜、玻璃釉保护层和端电极组成[3]。
片状电阻端电极一般分为三层：①端电极外层，一般为电镀锡（Sn），保证良好的焊接；②中间电极阻挡层，一般为电镀镍（Ni），它起到隔离作用，能有效防止在焊接期间发生“锡吃银”；③端电极内层，端电极内层一般分为面电极、侧电极和背电极，面电极主要成分为银（Ag）或银钯（Ag/Pd）浆料，高温烧结而成，与陶瓷基板及电阻膜有良好的结合力和优良的导电性能。
侧电极一般是真空溅射镍铬（Ni/Cr）合金。
背电极一般为银（Ag）浆料。
电阻膜大多应用钌系浆料，例如二氧化钌浆料、钌酸盐浆料等等。
玻璃釉保护层主要是为了保护电阻膜，一是起到机械保护作用，并在电镀中间电极阻挡层过程中，防止电镀液对电阻膜侵蚀导致阻性变化；二是起到绝缘作用，防止电阻膜与周围导体接触而产生阻值变化。
厚膜片式电阻器硫化机理及失效原因分析
厚膜片式电阻器硫化机理及失效原因分析摘要：随着经济的发展，电源产品的应用逐渐广泛，而其中密封和散热问题是电源产品在生产时需要考虑的重要问题。
目前，通过DC/DC模块来进行电源散热的应用较为广泛，但此种防抖会刀子厚膜片式电阻阻值增大，导致出现故障。
在本文中，笔者将利用DC/DC模块对电阻进行硫化实验，从而分析出电源失效的原因，并且利用扫描电镜以及能谱的分析，从而深入探析导致电阻器的硫化的原因。
关键词：厚膜片式；电阻器；硫化机理；失效原因对存在故障的DC/DC模块进行分析发现，在故障元件中，很多是因为厚膜片式电阻器由于过压或者过功率导致的电阻阻值增大，最终导致开路问题。
在本文中，在进行电路的分析和计算中发现，电阻的电压额降和功率额降能够满足设计要求，同时存在着很大的富余，但这样仍然使得厚膜片式电阻器的损坏程度较高。
一些研究人员认为这是由于厚膜片式电阻器的本身质量存在缺陷，在投入使用后会发生老化现象，但是在进行可靠性实验的过程中没有将这一缺点暴露出来，当投入使用后为什么会出现诸多的问题呢，因此说，厚膜片式电阻器的失效原因仍然有待探索1、电阻硫化产生的原因探析对于电阻硫化的部位，仅仅出现与厚膜片式电阻器上，而对于其他的电阻器例如轴向引线和膜片式电阻器的影响几乎为零。
对出现问题的厚膜片式电阻器进行分析，其中常见的问题是阻值变大或者出现开路问题。
通过利用电镜和能谱对其进行分析，从中发现厚膜片式电阻器的电极存在硫或者硫的化合物，电阻端电极处的能谱分析如下图所示：在DC/DC使用的模块中应用到的硅胶按照A与B的混合比例为1:1进行混合，其中基础的聚合物为含乙烯基的聚二甲基硅氧烷，交联剂选取的是具有较低的分子质量的含氢硅油，在反应中选取的催化剂为铂系催化剂，当两者开始发生交联反应后，便会发生固化，同时在进行交联反应的过程中加入高温条件，能够极大的缩短固化时间，促进反应的进行。
将上述反应产生的硅胶利用微电子材料和元器件分析中心进行分析发现此种方法产生的硅胶成分中没有硫成分的出现，但是这种硅胶存在着多孔问题。
电阻触摸屏失效分析与VGUS串口屏外接键盘使用方法
电阻触摸屏失效分析与VGUS串口屏外接键盘使用方法电阻触摸屏因其性价比高、人机交互简单明了，所以广泛应用于工业控制和仪器仪表等各行业。
但是在重油污、潮湿、强光等恶劣应用场合，触摸屏故障较多，主要表现为触摸按钮失效。
究其原因主要是因为电阻触摸屏的分层结构导致。
针对长期处于潮湿、油污、强紫外线户外应用等特别恶劣应用环境，建议使用外接机械按键代替触摸屏。
VGUS串口屏提供有简单易用、替代触摸屏的机械键盘解决方案。
一．电阻触摸屏失效原因分析图1 电阻触摸屏电阻触摸屏分为上下两层结构，上层为PET膜、下层为玻璃。
中间有导电涂层、四周线路和压合FPC排线。
当水、油等液态溶剂进入FPC压合端口部位，可能会导致FPC相邻电极短路的风险，也有可能因为电极间产生较大的电流导致FPC电极烧断的可能。
电极无论是短路还是断路，都会表现为触摸按钮失效无反应。
我司所有电阻触摸屏都有防水防尘设计，但不能保证产品长期与水接触而不发生故障，如果是油类的溶剂，更难以阻挡。
电阻触摸屏整机结构改进方案：1.尽可能使触摸屏排线处于显示画面的上端，如图2所示，避免水滴汇聚在FPC压合位置（VGUS串口屏都支持180度软件旋转功能）；2.在机壳外面贴整面的PET膜，如图3所示，将触摸屏与外界环境隔离，防止溶剂进入；图2 旋转180度按照图3 机壳贴整面PET膜效果图（SDWe070S15T）3.在触摸屏的四周边沿贴框形保护胶带，把触摸屏的PET膜与玻璃端面缝隙位置保护起来，防止溶剂进入。
4.使用电容触摸屏代替电阻触摸屏，由于两种触摸屏的材质和工艺不同，相对来讲，在同等环境下，电容触摸屏防尘、防湿的效果会更好一些。
二．V GUS串口屏外接键盘的使用方法VGUS串口屏基本触摸控件包含“按钮”、“按钮键值返回”和“按钮状态返回”三种。
三种按钮的“区域范围设置”属性都是一样的，如图4所示。
图4中“按钮0”的功能：按下该按钮首先会在按钮位置显示10号页面上的按钮反色动画效果，然后显示会切换到1号页面。
常见的电子元器件失效机理与分析
常见的电子元器件失效机理与分析电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
硬件工程师调试爆炸现场所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。
下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。
电阻器失效失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
电阻器的失效模式与机理▶开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。
▶阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。
▶引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。
▶短路：银的迁移，电晕放电。
失效模式占失效总比例表▶线绕电阻：▶非线绕电阻：失效模式机理分析电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。
▶导电材料的结构变化：薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。
按热力学观点，无定型结构均有结晶化趋势。
在工作条件或环境条件下，导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化，也即导电材料内部结构趋于致密化，能常会引起电阻值的下降。
结晶化速度随温度升高而加快。
电阻线或电阻膜在制备过程中都会承受机械应力，使其内部结构发生畸变，线径愈小或膜层愈薄，应力影响愈显著。
一般可采用热处理方法消除内应力，残余内应力则可能在长时间使用过程中逐步消除，电阻器的阻值则可能因此发生变化。
结晶化过程和内应力清除过程均随时间推移而减缓，但不可能在电阻器使用期间终止。
可以认为在电阻器工作期内这两个过程以近似恒定的速度进行。
与它们有关的阻值变化约占原阻值的千分之几。
电负荷高温老化：任何情况，电负荷均会加速电阻器老化进程，并且电负荷对加速电阻器老化的作用比升高温度的加速老化后果更显著，原因是电阻体与引线帽接触部分的温升超过了电阻体的平均温升。
压敏电阻失效分析报告
见图 3），接触采用铝片、201402034 产品环氧配比不对，未能干燥）。
3、 测试依据和结果
z 测试依据：物料技术规格书，见下表 2 个参数。
型号
标称电压及精度 V±10%
漏电流 0.75×V1mA（μA）
MYG-L
2600V
≤40
z 测试结果如下：
株洲南车时代电气股份有限公司
2
1）序列号 201402034（下车产品、劣化）。
的电阻片 3、 4 进行了方波 800A，2mS 增 强破坏研究 性试验） 540（不合格） 0.88（不合格） 511（不合格） 1.21（不合格）
452（不合格） 520（不合格） 6（合格）
2（合格）
1.65（不合格） 1.42（不合格） 2.66（合格） 第 9 次方波，
边缘击穿 2.71（合格） 第 7 次方波，
分析报告
压敏电阻失效分析报告
一、 压敏电阻测试过程
1、测试过程简介：动作电压及漏电流测试——整机测试过程见图 1，电阻片测试过程 见图 2，结果见各电阻测试表“整体测试”一栏。解体后内部构成见图 3。
图1
图2
株洲南车时代电气股份有限公司
1
分析报告
图3
2、解体结果：电阻片品牌为 FY（扬州发运），有一个电阻片颜色不一致（无任何标识，
测试方式
序列号
整体测试 拆解后合并测 试 电阻片 1 电阻片 2 电阻片 3
201401039 **
FY2013082100380 FY2013082100522 FY2013082100563
电阻片 4
FY2013082100419
0.75 倍动作电压 1mA 动作电压 kV 备注（对两个 漏电流 uA（≤40） （2.6KV±10%） 拆 解 后 合 格
电阻失效分析精选全文完整版
片式厚膜电阻器—电极断裂开路1) 样品名称：片式厚膜电阻器2) 背景：型号为5.6K Ω/1206和47K Ω/1206，在使用一年后发现失效。
3) 失效模式：阻值超差和开路。
4) 失效机理：面电极的银层断裂是样品开路和阻值增大的原因。
5) 分析结论：电极的银层断裂是由于焊接时，在Pb-Sn 焊料边缘的面电极Ag 大量熔于焊料中，形成边缘的Ag 层空洞，在长期工作过程Ag 的迁移和腐蚀造成空洞的扩大甚至断开而导致电子开路。
6) 分析说明：失效品外观显示，端电极焊接不良（图1）。
X-RAY 观察分析，在端电极和面电极相连的区域发现面电极有断裂空洞（图2），在与端电极焊料边缘相连的面电极Ag 层部分，都有不连续的现象，形成一条把银层断开的空洞；同时，样品研磨切面也可见到银层空隙，开封都能观察到面电极银层不连续带状空隙（图3），因此，面电极在焊料边缘的空隙造成银层不连续是造成样品电阻增大和开路的真正原因。
面电极在焊料边缘出现不连续或空洞的原因是在焊接过程中，靠近端电极的面电极中的Ag 在焊接过程中大量损耗掉，“熔化”在焊料之中，形成边缘面电极局部区域的Ag 层空洞。
在长时间的使用过程中，由于Ag 迁移或者被腐蚀，空洞的扩大导致银层开路。
图1 样品的典型外貌 图2面电极有断裂空洞图3 面电解银层不连续带状空隙端电极面电极厚膜浆料陶瓷基片面电极断裂面电极端电极断裂处氧化膜电阻器—电解腐蚀开路1) 样品名称：氧化膜电阻器2) 背景：标称值为22KΩ±5%/2W，使用过程中出现开路。
3) 失效模式：电阻开路。
4) 失效机理：在水汽和直流电场作用下，镍铬膜被电解腐蚀开路。
5) 分析结论：电阻器镍铬膜在水汽和直流电场作用下，发生电解腐蚀开路，包封料中有少量的K+、Cl－加速了电解腐蚀的发生。
6) 分析说明：10只样品具有相同的失效模式－开路。
开封表明：电阻膜由于局部被腐蚀而导致电阻开路。
具体的腐蚀过程如下：电阻器在潮湿环境工作时，水份透过包封材料吸附在导电膜或刻槽表面，在直流电场作用下会在导电膜有缺陷的地方首先产生电解腐蚀。
金属薄膜的质量造成电阻器失效的分析
金属 薄膜 电阻器性 能优 良， 目前 已大量 的使 用在 精 密、 稳定 、 可靠 的电子 产 品 中。 由于 电子产 品 中电阻器 的 使 用 数量较 大 ， 因而电 阻器 失效 而 导致 电子产 品故 障 的 比例 也较 高 ， 了提 高产 品的可靠 性 ， 为 有效地 降低 产 品 的 失效 比例 ， 对产 品主要 的失效原 因进行 分析 ， 应 并提 出改 进 的意见。 电阻器 性 能指 标超 过产 品标 准 中规 定 的数值 。产 品 的可 工作状 态遭 到破 坏现 象 ， 叫做 失效 ， 品的失效分 为 产 早期 失效 ， 偶然 失效和耗 损 失效。 里所研 究的主要 是早 这 期 失效 ， 的特 点是 失 效 时间 出现 较早 、 它 较快 ， 在产 品生 产 过 程及 产 品 出厂 前或用 户 的使 用初 期 就 出现 ，失 效数 量 比率较 高 ， 早期 失效产 生的原 因主 要是 制造 工 艺 ， 原材
值部 分 （ 占 ５ 约 ％左 右 ） 。
６ ０ ｏ ｜ ５ ｜ ｏ ０
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４０ ０
３ ０ ０
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图 １薄膜厚度与方电阻的关系
★［ 收稿 日期 ］ ０ ８ ０ — ０ ２ ０ — ８ ３ ［ 作者简介 ］ 金力成（ ９ ７ ）男 ， １ ４一 ， 蚌埠市双环电： 金 波（９ ８ ）男 ， １ ７一 ， 蚌埠市双环电＝
【 关键词 ］ 金属 薄膜 ； 失效； 匀性 ； 均 附着力； 解决办法
［ 中图分类号］ Ｍ ４ Ｔ ５４
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片式厚膜电阻器—电极断裂开路
1) 样品名称：片式厚膜电阻器
2) 背景：型号为5.6K Ω/1206和47K Ω/1206，在使用一年后发现失效。
3) 失效模式：阻值超差和开路。
4) 失效机理：面电极的银层断裂是样品开路和阻值增大的原因。
5) 分析结论：电极的银层断裂是由于焊接时，在Pb-Sn 焊料边缘的面电极Ag 大量熔于焊
料中，形成边缘的Ag 层空洞，在长期工作过程Ag 的迁移和腐蚀造成空洞的扩大甚至断开而导致电子开路。
6) 分析说明：
失效品外观显示，端电极焊接不良（图1）。
X-RAY 观察分析，在端电极和面电极相连的区域发现面电极有断裂空洞（图2），在与端电极焊料边缘相连的面电极Ag 层部分，都有不连续的现象，形成一条把银层断开的空洞；同时，样品研磨切面也可见到银层空隙，开封都能观察到面电极银层不连续带状空隙（图3），因此，面电极在焊料边缘的空隙造成银层不连续是造成样品电阻增大和开路的真正原因。
面电极在焊料边缘出现不连续或空洞的原因是在焊接过程中，靠近端电极的面电极中的Ag 在焊接过程中大量损耗掉，“熔化”在焊料之中，形成边缘面电极局部区域的Ag 层空洞。
在长时间的使用过程中，由于Ag 迁移或者被腐蚀，空洞的扩大导致银层开路。
图1 样品的典型外貌 图2面电极有断裂空洞
图3 面电解银层不连续带状空隙
端电极
面电极
厚膜浆料
陶瓷基片
面电极断裂
面电极
端电极
断裂处
氧化膜电阻器—电解腐蚀开路
1) 样品名称：氧化膜电阻器
2) 背景：标称值为22KΩ±5%/2W，使用过程中出现开路。
3) 失效模式：电阻开路。
4) 失效机理：在水汽和直流电场作用下，镍铬膜被电解腐蚀开路。
5) 分析结论：电阻器镍铬膜在水汽和直流电场作用下，发生电解腐蚀开路，包封料中有少
量的K+、Cl－加速了电解腐蚀的发生。
6) 分析说明：
10只样品具有相同的失效模式－开路。
开封表明：电阻膜由于局部被腐蚀而导致电阻开路。
具体的腐蚀过程如下：电阻器在潮湿环境工作时，水份透过包封材料吸附在导电膜或刻槽表面，在直流电场作用下会在导电膜有缺陷的地方首先产生电解腐蚀。
（图1，图2，图3）。
在电场作用下，水会发生电解成氢和氢氧根离子，氢氧根负离子在电场作用下趋向电阻器施加电压的正极（或高电位），分别与导电膜中的铬和镍产生反应，生成三氧化二铬和氧化镍，沉积在电阻器施加电压正极端附近的刻槽表面导致导电膜的电解腐蚀。
随着导电膜中的部分镍和铬被氧化，使得该部分电阻继续增大，温度升高，电化学反应进一步加剧，直至将该部分腐蚀断裂，最后导致电阻器开路。
电阻器陶瓷基体或者包封材料中如果含有K+、Cl－，均极易溶于水中，会降低水膜的电阻率，使电解腐蚀加剧。
开路区域
开路区域
图1 开封后的形貌图2 电阻膜被腐蚀开路
图3 电子膜被腐蚀阻值增加。