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片状电阻硫化失效机理及使用可靠性研讨

空调控制器主板在售后使用1-3年后出现的报PL故障,经过失效品分析及大量数据统计,大部分电阻失效集中在控制器外电路的直流母线电压检测电路片状电阻位置,电阻表现为值大、开路失效,通过对售后返回大量的电阻

作者 崔斌 格力电器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230088)

摘要:空调控制器主板在售后运用1-3年后呈现的报PL毛病,经过失效品剖析及很多数据计算,大部分电阻失效会集在控制器外电路的直流母线电压检测电路片状电阻方位,电阻表现为值大、开路失效,经过对售后回来很多的电阻失效剖析和电阻硫化试验验证,选用扫描电镜、能谱剖析等手法研讨了厚膜片式电阻器的硫化现象和失效机理。剖析研讨成果显现,片状电阻端电极和二次维护包覆层之间存在缝隙,空气中的硫化物经过灌封硅胶吸附进入到片状电阻内电极,导致内电极涂覆银层的银被硫化,生成电导率低的硫化银,使电阻的阻值变大乃至呈现开路状况。经很多的计划剖析验证终究确认从器材自身进步器材的运用可靠性的可行计划,有用处理了电阻硫化失效问题。

导言

  片状电阻现已成为当下电子电路最常用的贴装元件之一,可是片状电阻简单呈现硫化失效,电阻失效对应控制器现已运用有必定时刻, 电阻硫化失效后表现为阻值很大或开路,芯片口检测电压信号很小,无法准确判别母线电压实践巨细,主板失效,终究将导致空调无法作业。对售后很多失效品深化剖析研讨及快速处理片状电阻失效尤为重要,研讨电阻失效原因及失效机理,采纳有用改进预防措施,具有非常重要的含义。

1 片状电阻失效原因及硫化失效发生原理

  片状电阻有三层电极结构,面电极是银电极,中心电极是镍镀层,外部电极是锡镀层。面电极资料是金属导电体,二次维护包裹层对错金属不导电体,交界限区域电镀层很薄或未构成导电层,然后发生空地或是缝隙,特别是当丝网印刷漏印二次维护层鸿沟不整齐,基体二次维护与电极镀层之间交接处是最缺点,侵入进程如图1所示,外界含硫腐蚀气体经过二次维护层与电极之间的交界处渗透到面电极,与其化合使面电极的银发生硫化生成化合物Ag2S,因为Ag2S(高阻率)导电率低使电阻失掉导电才能失效。

1.1 片状电阻值大及开路失效剖析

1.1.1 器材表面微观

  运用高倍放大镜检查失效器材外观,在端头方位检查有黑色胶状物质,本文就此现象及电阻呈现值大失效原因进行了剖析研讨。

1.1.2 电镜扫描剖析

  对阻值偏大或是开路失效品进行电镜扫描与能谱剖析,剖析成果显现电阻本体与电极交界处有硫化物,即外观看到的胶状物质。

1.1.3 硫化电阻能谱剖析

  经过对电阻外观进行检查发现本体与电极结合处有黑色胶状物质,经过对电阻进行能谱剖析,成果断定导致电阻失效物质中均检测出含有硫化成分,电阻是因为硫化失效导致。其间,两个失效品能谱图及测验数据如图2和图3。

1.1.4 失效品DPA研磨剖析

  片状电阻经DPA金相剖析确认是硫化构成,做DPA金相研磨。

2 电路规划核对与比照剖析

  失效片状电阻运用于我司变频空调外机主板上,内机主板数据计算没有呈现过电阻失效,R203电阻在该电路中起下拉分压效果,用于检测直流母线电压巨细,起过欠压维护效果。电阻运用电路原理图如图4所示。

  同一电路不同机型实践运用电路规划结构及运用器材差异比照发现,除电阻尺度不同外其他无差异,不同机型主板对应R203方位运用电阻信息比照如表1所示,电阻功率选型规划均能满意需求。

  电阻尺度差异影响电阻硫化失效概率,尺度越大电阻硫化失效的概率越低,硫化失效持续时刻越长,经过试验证明结论是正确的。对风华高科电阻进行了硫化试验验证,0603封装尺度电阻抗硫化才能较差。经过65天的试验电阻硫化严峻失效,0805却没有失效。

3 电阻硫化试验验证剖析

  为研讨片状电阻在不同条件下的硫化失效状况,要点验证片状电阻在受应力曲折及电阻有无密封的条件下硫化才能,规划如下试验:取七组电阻,不同方法预处理后放入盛有硫磺粉的密封容器中,置于85度的环境下进行长时间试验,每周取出测验一次并记载对应的电阻值,电阻硫化失效测验数据汇总见表2。

  试验成果:涂覆硅胶的制品呈现失效时,其它相同曲折状况下运用高温胶纸密封及不密封处理的物料阻值仍然正常。阐明涂覆硅胶关于电阻起不到防硫化效果而且还有必定的加快电阻硫化效果。

  在相同的状况下,曲折变形量大的物料呈现开路失效较不曲折与曲折变形量小的物料开路失效的数量多,阐明当电阻在遭到较大曲折应力的状况下会添加端电极和二次维护包覆层之间存在缝隙,更易呈现失效问题。

  经过试验阐明在物料的运用进程中需求防止其遭到较大曲折应力的影响,一起现有变频机型对片状器材运用硅胶掩盖的状况下对其防硫化起不到效果,反而加快器材硫化,需求寻觅新式密封胶用以对板面器材构成愈加有用的防护。

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