1. 案例背景

    碳膜電阻使用過程中發生開路現象。

2. 分析方法簡述
     通外觀檢查、CT掃描未發現電阻器存在基體斷裂、引線帽與電阻體有脫落等導致其開路的現象。

圖1.樣品外觀照片（10X，20X）

     剝漆后檢查，發現NG樣品碳膜有明顯的異常段，導致電阻開路的直接原因應為此段損傷引起。OK樣品未發現有碳膜異常區域，同時測試其電阻值，發現與剝漆之前并無變化（說明去除表面的封裝層未對內部結構產生任何破壞）。而由SEM/EDS測試結果可以看出，NG樣品的異常區域在電子顯微鏡下與正常區域低倍無明顯差異，高倍下觀察可看到異常區域存在陷坑。 EDS測試發現異常區域C含量明顯比正常區域低，O含量又比正常區域高，且異常區域有K離子存在。

圖2.樣品CT掃描照片

    由切片結果可知，電阻體與引線帽接觸良好，損傷無縱向延伸或其它夾雜；碳膜寬度與隔斷寬度無明顯異常，可判定不應是產品切割工藝不當造成其損傷開路。耐壓和雷擊試驗后，樣品解剖并無嚴重損傷，可判定在正常使用中，其承受的最大電壓或雷擊高壓應不會造成其擊穿燒毀。

圖3.樣品剝漆后外觀照片（8X，25X）

圖4.樣品損傷區域SEM照片（27X，100X，2000X，5000X）

圖5.樣品切片照片（50X）-金屬帽與電阻體結合良好

3. 分析與討論
    電阻器的失效機理是多方面的，工作條件或環境條件下所發生的各種理化過程是引起電阻失效的原因。導致其失效的機理如下：
    1)  氧化：氧化是長期起作用的因素，氧化過程由電阻體表面開始，逐步向內部深入，氧化的結果是阻值增大，電阻膜層越薄氧化作用越顯著。采用有機材料（塑料、樹脂等）涂覆或灌封，不能完全防止保護層透濕或透氣，隨能起到延緩氧化或吸附氣體的作用，但也會帶來與有機保護層有關的一些新的老化因素。環境條件也會影響氧化的激烈程度，高溫高濕會加速老化。碳膜電阻器在濕氣存在時，碳膜薄弱部分也會產生氧化，導致薄膜破壞，電阻值增大甚至開路。
    2)  引線斷裂：引線斷裂的主要失效機理是引線帽與電阻體焊接工藝缺陷，焊點污染。引線機械應力損傷。
    3)  電阻膜或基體污染：電阻膜有缺陷或退化，或存在可動Na、K、Cl等離子，保護涂層不良。
    電應力：電阻膜受到外部高壓作用，導致電阻膜被過電擊穿。

4. 結論
   導致電阻開路的原因應為氧化腐蝕引起，異常變色區域的C含量較低，O含量較大，同時含有少量K離子及坑陷現象，說明該變色異常區域發生了局部薄弱區域的氧化腐蝕，導致碳膜損傷而開路。氧化腐蝕失效屬于緩慢失效，只有在多種綜合因素的作用下才會發生的偶發性的小概率失效問題，這也與客戶端失效概率相一致（約十五萬分之一）。有機材料保護層無法完全防止透濕，高溫高濕是電阻器氧化失效的一個重要誘因，可采取在電阻器外加保護套的方式延緩其透濕的進程。

作者簡介：
    MTT（美信檢測）致力于提供材料及零部件品質檢驗、鑒定、認證及失效分析服務,公司網址：www.czyx888.com,聯系電話：400-850-4050。

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