電子元件存在硫化失效現象

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

銀（Ag）電子元件設計制造常用金屬材料

片式厚膜電阻器硫化失效分析

電性能表現 ：阻值變大或開路。

 外 觀：顯微鏡可觀察到端電極邊緣出現黑色結晶物質。

 元素成份分析：黑色物質富含硫、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理

常規(guī)厚膜電阻結構

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

連接電阻體和端電極的面電極是銀（Ag）金屬。

(1)當空氣中含硫化氣體時，面電極的銀會被硫化生成不導電硫化銀。

(2)灌封硅膠發(fā)達的微孔結構吸附空氣中的硫化物，富集的硫化物通過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，并最終開路。

抗硫化片式厚膜電阻

厚膜電阻抗硫化設計技術：

(1)調整厚膜電阻器結構，加強對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。

 抗硫化設計——調整厚膜電阻結構

通過調整電阻結構防止面電極直接暴露在空氣中來實現抗硫化設計。

在面電極上覆蓋一層耐腐蝕材料做中間保護層，中間保護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層材料不盡相同，有金（Au）、鎳鉻合金(Ni/Cr)和導電聚合物等。

 有的廠家在結構上不僅采用了中間層保護面電極，而且還改進工藝，將焊接端頭包裹住二次保護膜的邊緣，以防止面電極的暴露。

 抗硫化設計——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抗硫化性能。使用銀鈀合金制作面電極，工藝難度會提高，材料和工藝成本均上升。

相對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)電等場所，用于某些對可靠性要求嚴格的高端應用中，如電信、汽車電子和軍工等行業(yè)。