电阻失效分析

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。