電子元件存在硫化失效現(xiàn)象

 有案例,新建冶煉廠運(yùn)行一年左右，電子設(shè)備紛紛出現(xiàn)故障。失效分析發(fā)現(xiàn)，主因是電路板上含銀電子元件如貼片電阻、觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、繼電器和LED等被硫化腐蝕而失效。

銀（Ag）電子元件設(shè)計(jì)制造常用金屬材料

片式厚膜電阻器硫化失效分析

電性能表現(xiàn) ：阻值變大或開(kāi)路。

 外 觀：顯微鏡可觀察到端電極邊緣出現(xiàn)黑色結(jié)晶物質(zhì)。

 元素成份分析：黑色物質(zhì)富含硫、銀元素。

 顯微分析：電極邊緣的硫化銀晶體。

片式厚膜電阻硫化失效機(jī)理

常規(guī)厚膜電阻結(jié)構(gòu)

 電阻器的端電極和二次玻璃保護(hù)層接界處會(huì)存在縫隙(鍍層覆蓋不完全或焊接熱沖擊造成)，導(dǎo)致面電極局部對(duì)外祼露。

連接電阻體和端電極的面電極是銀（Ag）金屬。

(1)當(dāng)空氣中含硫化氣體時(shí)，面電極的銀會(huì)被硫化生成不導(dǎo)電硫化銀。

(2)灌封硅膠發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)吸附空氣中的硫化物，富集的硫化物通過(guò)電阻器端電極和二次包覆層交界縫隙滲入，硫化腐蝕面電極中的銀Ag。

由于硫化銀不導(dǎo)電，所以隨著電阻器的面電極不斷被硫化，電阻值逐漸增大，并最終開(kāi)路。

抗硫化片式厚膜電阻

厚膜電阻抗硫化設(shè)計(jì)技術(shù)：

(1)調(diào)整厚膜電阻器結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)銀面電極的包封覆蓋。

(2)改用不易被硫化腐蝕的材料替代純銀金屬制作面電極。

 抗硫化設(shè)計(jì)——調(diào)整厚膜電阻結(jié)構(gòu)

通過(guò)調(diào)整電阻結(jié)構(gòu)防止面電極直接暴露在空氣中來(lái)實(shí)現(xiàn)抗硫化設(shè)計(jì)。

在面電極上覆蓋一層耐腐蝕材料做中間保護(hù)層，中間保護(hù)層封蓋了二次玻璃層和端電極之間縫隙，避免面電極直接暴露。

 不同廠家使用的中間保護(hù)層材料不盡相同，有金（Au）、鎳鉻合金(Ni/Cr)和導(dǎo)電聚合物等。

 有的廠家在結(jié)構(gòu)上不僅采用了中間層保護(hù)面電極，而且還改進(jìn)工藝，將焊接端頭包裹住二次保護(hù)膜的邊緣，以防止面電極的暴露。

 抗硫化設(shè)計(jì)——使用抗硫化金屬

用銀鈀合金替代純銀做面電極，提高鈀的含量可以增強(qiáng)抗硫化性能。使用銀鈀合金制作面電極，工藝難度會(huì)提高，材料和工藝成本均上升。

相對(duì)而言從材料角度出發(fā)，能更好保證電阻不被硫化，例如薄膜電阻器，它是由鎳鉻合金或氮化鉭制成，這種薄膜電阻中不含銀，具有非常良好的抗硫化能力。

因抗硫化電阻價(jià)格較常規(guī)厚膜電阻要高不少，一般用于特殊環(huán)境如化工、礦冶、火力發(fā)電等場(chǎng)所，用于某些對(duì)可靠性要求嚴(yán)格的高端應(yīng)用中，如電信、汽車(chē)電子和軍工等行業(yè)。