抗硫化贴片电阻器电子元件存在硫化失效现象.pdf

抗硫化贴片电阻器 电子元件存在硫化失效现象 有案例 , 新建冶炼厂运行一年左右，电子设备纷纷出现故障。失效分析发 现，主因是电路板上含银电子元件如贴片电阻、触点开关、继电器和 LED 等被 硫化腐蚀而失效。 银（ Ag ）电子元件设计制造常用金属材料 许多环境场合含硫或会释放硫 硫（ S ）与银（ Ag ）极易发生化学反应 银与硫反应: 2Ag + S == Ag2S 银与硫化氢反应: 4Ag +2H2S + O2 == 2Ag2S + 2H2O 银被硫化生成黑色、导电性能差的硫化银 Ag2S 晶体结构图 片式厚膜电阻器硫化失效分析 电性能表现 ： 阻值变大或开路。 外 观： 显微镜可观察到端电极边缘出现黑色结晶物质。 元素成份分析： 黑色物质富含硫、银元素。 显微分析： 电极边缘的硫化银晶体。 片式厚膜电阻硫化失效机理 常规厚膜电阻结构 电阻器的端电极和二次玻璃保护层接界处会存在缝隙 (镀层覆盖不完全或焊接热 冲击造成 ) ，导致面电极局部对外祼露。 连接电阻体和端电极的面电极是 银（ Ag ）金属 。 (1) 当空气中含硫化气体时，面电极的银会被硫化生成不导电硫化银。 (2) 灌封硅胶发达的微孔结构吸附空气中的硫化物，富集的硫化物通过电阻器端 电极和二次包覆层交界缝隙渗入，硫化腐蚀面电极中的银 Ag 。 由于硫化银不导电，所以随着电阻器的面电极不断被硫化，电阻值逐渐增大， 并最终开路。 抗硫化片式厚膜电阻 厚膜电阻抗硫化设计技术： (1) 调整厚膜电阻器结构，加强对银面电极的包封覆盖。 (2) 改用不易被硫化腐蚀的材料替代纯银金属制作面电极。 抗硫化设计 —— 调整厚膜电阻结构 通过调整电阻结构防止面电极直接暴露在空气中来实现抗硫化设计。 在面电极上覆盖一层耐腐蚀材料做 中间保护层 ，中间保护层封盖了二次玻璃层和 端电极之间缝隙，避免面电极直接暴露。 不同厂家使用的中间保护层材料不尽相同，有金 （Au ）、镍铬合金(Ni/Cr) 和导 电聚合物等。 有的厂家在结构上不仅采用了中间层保护面电极， 而且还改进工艺， 将焊接端头 包裹住二次保护膜的边缘，以防止面电极的暴露。 抗硫化设计 —— 使用抗硫化金属 用银钯合金替代纯银做面电极，提高钯的含量可以增强抗硫化性能。使用银钯 合金制作面电极，工艺难度会提高，材料和工艺成本均上升。 相对而言从材料角度出发， 能更好保证电阻不被硫化， 例如 薄膜电阻器， 它是由 镍铬合金或氮化钽制成，这种薄膜电阻中不含银，具有非常良好的抗硫化能力。 国际上主要的片式厚膜电阻厂家 , 如国巨、风华高科、华新科和 ROHM 等, 都有 各自特点的抗硫化产品。 因抗硫化电阻价格较常规厚膜电阻要高不少，一般用于特殊环境如化工、矿冶、 火力发电等场所， 用于某些对可靠性要求严格的高端应用中， 如电信、汽车电子 和军工等行业。 【版权申报】 （本文内容来源于网络 版权归原作者所有）