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金屬膜電阻阻值變大失效分析

金屬膜電阻器是一種常見的電子元件，它利用金屬膜層的電阻特性來限制電流。金屬膜電阻器失效，即阻值變大，通常是由于以下幾個原因造成的：

1. 環境因素：長期在高溫、潮濕或有腐蝕性氣體的環境中工作，會導致金屬膜層氧化或腐蝕，從而增加電阻值。

2. 機械應力：如果電阻器受到外力沖擊或振動，可能會導致金屬膜層斷裂或剝離，造成阻值增大。

3. 電流過載：當通過電阻器的電流超過其額定值時，金屬膜層可能會因過熱而燒毀或變形，導致阻值上升。

4. 時間老化：隨著時間的推移，金屬膜層可能會因為材料老化而逐漸失去其原有的電阻特性，這種自然老化過程也會導致阻值增大。

5. 設計缺陷：如果電阻器在設計或制造過程中存在缺陷，如膜層不均勻或粘附不牢，也可能導致阻值在使用過程中發生變化。

6. 焊接問題：不良的焊接工藝可能會導致金屬膜層受損，或者焊料滲透到電阻層，這些都可能導致電阻值增大。

7. 污染：如果電阻器表面積累了灰塵或其他污染物，也可能影響其電阻特性。

為了預防金屬膜電阻器失效，應當注意其工作條件，避免過載和不良的物理環境，同時確保焊接工藝的準確性和可靠性。定期檢查和維護也是確保電阻器正常工作的重要措施。

一、案例背景

某電阻測試要求電阻為1000Ω，不良品實際測試為17MΩ; 根據要求對不良電阻進行失效分析。

 二、分析過程

1、外觀檢查

外觀檢查不良品電阻表面（兩端內有金屬帽的部分）有尖銳硬物造成的劃痕，無其他異常。

2、電性能檢查

用萬用表測試良品電阻值為1000Ω，不良品電阻值約20MΩ，不符合規格書的要求。用泰克370A測試不良品， IV曲線呈現為不穩定狀態。

良品測試阻值為0.9989KΩ

不良品測試阻值為19.941MΩ

IV 測試曲線圖

3、X-Ray觀察

利用X-Ray對不良樣品進行透視觀察分析，發現不良品無明顯外觀異常。

不良樣品X-Ray形貌圖

4、開封檢查

化學開封檢測，發現不良品電阻體切割道內有殘留物，切割道邊緣受損嚴重，電阻體斷口處有刮痕，根據斷口形貌判斷為受到側向外力沖擊所致。結合溝道異物殘留，邊緣裂痕和鍍層刮痕推測為崩邊導致碎物沖擊電阻體，產生損傷。

不良品開封后形貌圖

不良品鍍層斷口放大圖

5、SEM檢查

不良品解封后整體形貌（全部切割道邊沿均可見粗糙，多有損傷，溝道內有大塊殘留物，電阻體上有斷口，斷口處旁邊鍍層上可見明顯刮擦痕跡，基材斷口形貌一致，左淺右深，疑是受外力撞擊所致。

不良品開封后SEM圖

電阻體上缺口SEM放大圖

6、成分分析

對不良樣品進行正常鍍層和鍍層脫落處做成分分析，元素分析結果如下：不良品電阻正常鍍層主要成分為Cr、Ni。鍍層脫落處主要成分為Al，O。

正常鍍層元素分析譜圖

鍍層脫落處元素分析譜圖

7、模擬實驗檢查

經過對良品的模擬實驗，良品電阻過電壓&過負載首先會使電阻變色，但是不良品在損傷處無任何外觀異常，所以可以排除過電壓導致失效。

8、結論

導致不良品電阻發生阻值變大的原因如下：該電阻因為生產廠商工藝缺陷導致電阻體受損，與使用環境和條件無關。

三、建議

建議客戶考慮評估相關批次產品的品質風險，加強對物料的可靠性分析，同時反饋相關失效信息給供應商，一起分析和改善對生產制程的管控。

華南檢測實驗室專注于工業CT檢測\失效分析\材料檢測分析的先進制造實驗室，設立了無損檢測、材料分析、化學分析、物理分析、切片與金相測試，環境可靠性測試等眾多實驗室，為您提供—站式材料檢測，失效分析及檢測報告，如您有工件需要做工業CT檢測，您可以給出工件大小、材質、重量，檢測要求，我們評估后會給到一個合理的報價。

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