金属膜电阻器常见失效模式的机理分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com金属膜电阻器常见失效模式的机理分析苏州市电子产品检验站季荣襁摘要从1口盯年江苏省七广家生产的RJ14z1呻强样品试试验和198B年某厂十半度瓤I试发现，渡声品袅效最多的为稳惫湿热试验．其失效模式有二：阻值增太超差和断路．作者用扫描电镜跏察骨折厦置特征能谱表面微区分析，找出了该两模式和失效机理．并提出丁若干厦馈措施．(占失效总数的38％)，失效模式均为断路一、前言和阻值漂移超差，尤以lMQ的高阻元件失效最严重(见表1)。这种失效几乎都电阻器在电子设备中使用的数量很大，出现在加电试验的～组中。该试验条件为：因

2、而电阻器失效导致设备故障的比率也相当高(约占15％)[”，据现场使用情况的统计40℃，RH93：％，56天l(加直流63V)表明，非线绕固定电阻器的主要失效模式由我省某元件厂88年四次季度例行试验为l导电层断路占49％，阻值漂移超差占结果发现，R儿4主要失效情况与上述类22％’引线机械损伤占17％金属膜电阻器fc』。情况相似o1987年我们对江苏省七厂家生产的金属膜电阻器R儿4进行了全面试验测试，三、失效分析和结果结果列于表1中。为提高该元件的可靠性和在分析前，笔者对本批RJ14的失效样成品率，本文就试验和生产中出现的最常见品电参数进行了复测，确认试验

3、提供的样品的两种失效模式t阻值增大和断路现象进电参数失效。然后对其外观先用放大镜和实行了分析研究，用扫描电子显微镜(下简称体显微镜检查，表明无明显异常现象后，才SEM)观察分析和X线能谱表面分析测定，将失效元件泡八甲苯或环己酮溶剂中，经数找出了其失效机理，提出了若干反馈措施。十小时后即可去除漆保护膜(可用加温方式加速漆膜溶解)，再用扫描电子显微镜观察二、试验测试情况和分析，拍摄样品失效部位的SEM照片笔者失效模式分布还对某些失效电阻器失效部位用X射线能谱(K线)进行了表面微区分析。结果如下：时Rn4试验测试的依据是：IEC]15一照片l为完好的R儿4的

4、SEM形貌象。l、IEC1l5—2及l15—2一I。可见其导电膜完好无损，导电螺旋带整齐平该标准比原部标SJ75—73要求大为提高(现已正式批准为国标，即GB5729、3O、31)}稳态湿热试验由原部标的lO天提高到56天，各项试验后的阻值允许·变化大为减小，温度系数加严了近一个数量级。这次试验群“11总数为2100只，不合格品数313只，占14．9。其中，穗态湿热试验后失效最多鼎片L正瞽均Rn4电阻滞导电曦sEM形貌(x50)·33·维普资讯http://www.cqvip.com表1Rn4失效统计表(试验样品总数210o只)值1攀4攫l蠢1誊备注1

5、000jA10k0ILM01l8(3只开路)Bl100Q10k01M01500I一47k0l1MQI10001M0’I咖0{IlllL__lllflk~IF一～G～～一——一一——～{12l点I3tt辨s637～_1．一台～翟632Il计86~2烙1只开路)：31l15871．,8~％直，照片右上端金属帽处的白痕属来去尽的阻器左上端垒属帽附近导电膜层已呈现大片漆膜。．白痕，槽间的导电膜已多处迁移破坏。照片2为l样品稳态湿热试验后，其照片3为2断路失效样品的导电膜形阻值从984．0kQ增加到1481．5kQ，印貌，呈现出该处膜层开路△R／R：+50．6。

6、由照片2可明显看出电对上述两只失效样品在失效部位进行了·34·维普资讯http://www.cqvip.com表32样品O2一FEB一89C0CENTRATlONWT．％AT．S．E．CAK12．1715．795．23rrIK13．4814．645．68CRK28．I928．213．48FEK10．I49．459．99NlK36．O231．924．34100．00l32样品的SEM形貌(×200)，电阻礁呈断蹄x特征能谱表面分析，其结果经计算处理后自动打印记录如下(见表2、3)从中看出，导泡膜表而隙溅射J去的Ni、Cr、Fc、Ti元素外，还存在为数不少

7、陶碱金属K离子和碱土金属Ca离子K和Ca圈离子的存在对电阻膜层的可靠性是极有害照”43‘失效样品(×160，sEM)的，这些离子极易溶入水巾，加剧了金属电剖发现，当除去漆膜后导电膜及陶瓷攮体上阻膜屡的电解作用有一层黄褐色的氧化物。照片5、6分别为照片4为3失效样品，瘸稳态湿热试验3样品左及右端头二个槽间导电膜的放大后阻值变化较小的失效模式(△R=十7．2，SEM象。由于左端接阳极，氧化较右端严标准要求AR≤士(2R+0．1Q))。解最，实体显微镜下观察到左端的氯化物也明表21样品显X微区能谱测定所得的电阻磺左有端成份如表4、5所示。O2、F1{89裘4

8、3样品左端成份C0CENTRATIOW-r．AT．S．E．02一FEB-89I(KI．061．