金属膜电阻阻值变大失效分析

金属膜电阻器是一种常见的电子元件，它利用金属膜层的电阻特性来限制电流。金属膜电阻器失效，即阻值变大，通常是由于以下几个原因造成的：

1. 环境因素：长期在高温、潮湿或有腐蚀性气体的环境中工作，会导致金属膜层氧化或腐蚀，从而增加电阻值。

2. 机械应力：如果电阻器受到外力冲击或振动，可能会导致金属膜层断裂或剥离，造成阻值增大。

3. 电流过载：当通过电阻器的电流超过其额定值时，金属膜层可能会因过热而烧毁或变形，导致阻值上升。

4. 时间老化：随着时间的推移，金属膜层可能会因为材料老化而逐渐失去其原有的电阻特性，这种自然老化过程也会导致阻值增大。

5. 设计缺陷：如果电阻器在设计或制造过程中存在缺陷，如膜层不均匀或粘附不牢，也可能导致阻值在使用过程中发生变化。

6. 焊接问题：不良的焊接工艺可能会导致金属膜层受损，或者焊料渗透到电阻层，这些都可能导致电阻值增大。

7. 污染：如果电阻器表面积累了灰尘或其他污染物，也可能影响其电阻特性。

为了预防金属膜电阻器失效，应当注意其工作条件，避免过载和不良的物理环境，同时确保焊接工艺的准确性和可靠性。定期检查和维护也是确保电阻器正常工作的重要措施。

一、案例背景

某电阻测试要求电阻为1000Ω，不良品实际测试为17MΩ; 根据要求对不良电阻进行失效分析。

 二、分析过程

1、外观检查

外观检查不良品电阻表面（两端内有金属帽的部分）有尖锐硬物造成的划痕，无其他异常。

2、电性能检查

用万用表测试良品电阻值为1000Ω，不良品电阻值约20MΩ，不符合规格书的要求。用泰克370A测试不良品， IV曲线呈现为不稳定状态。

良品测试阻值为0.9989KΩ

不良品测试阻值为19.941MΩ

IV 测试曲线图

3、X-Ray观察

利用X-Ray对不良样品进行透视观察分析，发现不良品无明显外观异常。

不良样品X-Ray形貌图

4、开封检查

化学开封检测，发现不良品电阻体切割道内有残留物，切割道边缘受损严重，电阻体断口处有刮痕，根据断口形貌判断为受到侧向外力冲击所致。结合沟道异物残留，边缘裂痕和镀层刮痕推测为崩边导致碎物冲击电阻体，产生损伤。

不良品开封后形貌图

不良品镀层断口放大图

5、SEM检查

不良品解封后整体形貌（全部切割道边沿均可见粗糙，多有损伤，沟道内有大块残留物，电阻体上有断口，断口处旁边镀层上可见明显刮擦痕迹，基材断口形貌一致，左浅右深，疑是受外力撞击所致。

不良品开封后SEM图

电阻体上缺口SEM放大图

6、成分分析

对不良样品进行正常镀层和镀层脱落处做成分分析，元素分析结果如下：不良品电阻正常镀层主要成分为Cr、Ni。镀层脱落处主要成分为Al，O。

正常镀层元素分析谱图

镀层脱落处元素分析谱图

7、模拟实验检查

经过对良品的模拟实验，良品电阻过电压&过负载首先会使电阻变色，但是不良品在损伤处无任何外观异常，所以可以排除过电压导致失效。

8、结论

导致不良品电阻发生阻值变大的原因如下：该电阻因为生产厂商工艺缺陷导致电阻体受损，与使用环境和条件无关。

三、建议

建议客户考虑评估相关批次产品的品质风险，加强对物料的可靠性分析，同时反馈相关失效信息给供应商，一起分析和改善对生产制程的管控。

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