【电子元器件】贴片电阻的故障现象、故障原理和解决方法
这篇备忘录是我的笔者整理的内容。作者希望通过自我温习记忆与巩固知识的方式实现个人学习效果的最大化，并为需要参考的人提供便利。如有不足之处，请各位批评指正。
一、故障现象概要
与大多数其他电子元器件相比
表1.贴片电阻器的故障要因小结
图1 贴片电阻的结构图
二、迁移
1. 迁移的原理
所谓迁移通常指这样一种现象，在一个具有两根电极的系统中施加电压于高湿环境中的电极间时，阳极金属会被推离至阴极端点并被重新捕获在那里形成新的金属颗粒。这些新生成的金属颗粒会以树状形态发展并导致连接性逐渐降低最终形成短路连接。当电子元件处于通电湿度及卤素等多种因素共同作用下迁移现象主要表现为两种类型即焊料间的Sn迁移以及元件内部发生的Ag迁移
迁移示意图
Ag电极由于被其保护膜或镀层完全覆盖，在一般使用环境下不会引发Ag迁移现象。然而当助焊剂中含有卤素物质（包括F、Cl、Br）并在保持活性力的状态下附着时，则会导致保护膜发生剥离现象并产生水分，在该区域存在电位时可能导致Ag迁移。
2. 迁移的解决方法
防止迁移有以下两种可能的方法。
① 以避免卤素物质成为残渣的方式，用无卤素洗涤剂来去除。
② 使用助焊剂或胶粘剂时，进行适当的热处理以消除卤素物质的活性。
注释：关于具体的热处理条件，请分别联系助焊剂供应商及胶粘剂供应商
三、电解腐蚀
1. 电解腐蚀的原理
电解腐蚀涉及两种类型的损害：一种源自卤素组分的作用（F、Cl、Br），另一种源自硫磺组分的影响（S）。根据迁移机制所述，在助焊剂、胶粘剂及洗涤剂中含有这些卤素物质会附着在芯片电阻器表面，并且当处于含有硫的环境中则会导致其表面保护层受损；此外在这样的环境中容易进入并侵入内部电阻体内的水分与卤素也会渗入其中。对于薄膜 chip resistor 材质而言在其电阻体上使用了 Ni-Cr 合金材质因此在这些进入并侵入内部的情况下的腐蚀作用下会导致阻值升高或断线故障（open）。
注释：因为厚膜芯片电阻器的电阻体由氧化钌与玻璃按比例混合烧结而成的结果为无电解腐蚀现象
电解腐蚀图像
2. 电解腐蚀的解决方法
防止电解腐蚀有以下三种可能的方法。
① 以避免卤素物质成为残渣的方式，用无卤素洗涤剂来去除。
② 在使用助焊剂、胶粘剂等时，进行适当的热处理以消除卤素物质的活性。
注：请具体说明您所需的详细热处理条件，并建议您分别联系助焊剂供应商及胶粘剂供应商以获取详细信息。
③ 去除含硫气氛，或予以隔离
四、硫化
1. 硫化的原理
在含有硫气氛的情况下暴露芯片电阻器会导致其内部电极劣化的现象称为硫酸作用（简称"SO₂作用"）。此外，在使用银基材料制造的芯片电阻器中会不可避免地发生此类硫酸作用进而导致厚膜与薄膜类型的故障出现。当芯片电阻器长时间处于含有二氧化硫的环境中时 硫酸分子会从其保护膜与镀层之间的微小间隙缓慢渗入其中。当这些二氧化硫分子到达接触表面的银质电极（Ag）时 由于Ag与S之间发生的化学反应生成了致密的Ag₂S晶体 而这种物质不仅阻碍了金属表面的形成还进一步腐蚀了原有的金属结构 导致其整体阻值急剧上升直至最终出现断线现象
硫化图片
在火山及其周边地区、汽车尾气排放区域以及使用含切削油与橡胶的产品环境中可能含有较高的二氧化硫含量；此外，在一般环境下使用的各类部件材料中也可能含有一定量的硫磺成分。例如，在冷却风扇滤网及填料装置中的防振橡胶制品、海绵材料以及硅基涂层等设备配件上也发现了能够促进物质脱氢化作用的组分。
2. 硫化的解决方法
防止硫化有以下三种可能的方法。
① 去除含硫气氛，或予以隔离。
② 不使用含硫磺的部件材料。
③ 选定耐硫磺成分的零部件。
其中，在抑制硫化方面最佳方案是选择包含耐硫磺成分的零部件③。例如，“耐硫化电阻器”，这种器件采用了不易产生硫化现象的钯银电极与黄金电极。
五、电极剥落
1. 电极剥落的原理
电极剥落是指芯片电阻器在其表面引线处承受强烈应力载荷作用而发生内部引线与中间引线剥落的现象。这种故障主要由回流焊接工艺中焊料收缩率异常、印刷电路板在热浸镀过程中发生挠曲以及模塑树脂固化收缩所造成：中间层引线受到过大的形变压力而发生分离现象；当所使用的焊料使用量高于常规规定时，并且在高于推荐回流焊接工艺温度曲线下的回流焊接过程中进行，则容易出现此故障；此外，在采用高温焊料的情况下（如某些不易因热缩开裂的特殊材料），也可能引发此问题；对于模塑基体产品而言，在制作过程中不仅单个引脚容易出现开裂现象；而且整个成品也会出现端面断裂的情况。
电极剥落的示意图
2. 电极剥落的解决方法
为避免电极发生剥落，在适当焊锡比例和标准回流条件下进行温度曲线范围内的贴装
适当焊锡量的大致标准如下。
T ≧ t ≧ T/3
T : 芯片电阻器高度
t : 焊角高度
适当的焊锡量
六、焊锡开裂
1. 焊锡开裂的原理
焊锡开裂主要由于客户使用的环境中的热冲击应力作用下才会出现这种故障现象。在实际应用过程中会发生频繁的温升和降温（温度交变），贴装在印刷电路板上的焊锡可能会因为芯片电阻器与印刷电路板之间存在不同的热膨胀/收缩率而导致产生的应力从而出现开裂现象；特别是在车载设备等具有较大温差的应用场景中更为需要注意。当焊锡出现开裂情况时其电阻值将会升高最终会导致电路断路。
焊锡开裂示意图
2. 焊锡开裂的解决方法
为应对反复出现的温度变化（温度交替变化）而采取的一项对策在于合理确定焊锡量并选择合适的零部件（PCB、焊锡）。同时建议采用可靠性高的小体积产品以及长边电极型电阻器以增强稳定性
七、电阻体损伤
1. 电阻体损伤的原理
由于电路中存在过流问题以及过电压冲击等因素的影响，在经过长时间运行后会导致电阻体内部出现发烫现象；此外，在瞬态电压冲击的作用下也会引发线路断裂并伴随明显的损伤状态；当电路中的阻值显著上升时，则会直接导致线路短路或出现开路状态；这种现象通常被归类为电阻体常见的故障表现形式之一
2. 电阻体损伤的解决方法
因为芯片电阻器的最大允许工作功率是固定的，在设计时应将工作电压调节至额定电压以下以确保安全使用。然而，在静态电涌和瞬态过载条件下（如开关浪涌），很难保证电路中流经芯片电阻器的瞬态电流不会超过其最大允许值。为此，在电路设计中可采取以下两种措施：第一种方法是在外电源端引入适当的滤波网络；第二种方法是在关键节点增加熔断保险元件以防止过流保护功能触发。
在电路上综合运用能够对抗静电脉冲和电压突变的元器件，在尽量降低其对电路造成影响的前提下（采用能够对抗静电脉冲和电压突变的元器件），确保电路系统的稳定性与可靠性。（如ESD抑制器和压敏电阻等元器件）
② 选定耐ESD、浪涌的零部件。
八、电阻体劣化
1. 电阻体劣化的原理
该类现象指的是由于过载产生的热量而导致电阻体性能下降的情形。此现象发生在由导电颗粒与玻璃组成的厚膜电阻器中，在对厚膜电阻器短暂施加超负荷电流（包括过电流、ESD和浪涌）时，并不会导致其熔融，在此情况下（即电路处于高阻值状态），构成电阻体的玻璃（绝缘部分）其绝缘性能有所下降。
2. 电阻体劣化的解决方法
防止电阻体劣化的方法与“电阻体损伤”基本相同。