在一家化工厂使用了一年的现场仪器后,仪器相继出现故障。通过分析发现,仪器中使用的厚膜片的电阻值变大,甚至开路。当在显微镜下观察故障电阻时,黑色晶体物质出现在电阻电极的边缘。对成分的进一步分析表明,黑色物质是硫化银晶体。电阻被空气中的硫腐蚀了。
电极银层断裂是由于铅锡焊料边缘的大量表面电极银熔化到焊料中,边缘形成银层腔。在长期工作过程中,Ag的迁移和腐蚀导致腔体膨胀甚至断裂,导致电子开路。
如果在正常生产中进行SMT回流焊接,上述部位会出现裂纹(致密性问题),表明电阻抗热振性差,电阻也有硫化的风险。硅橡胶有两种硅橡胶:单组分和双组分,根据固化反应类型分为缩合型和加成型。
硅胶被送到微电子材料和元件微分析中心进行硅胶成分分析,结果表明硅胶成分不含硫。虽然硅胶本身不含硫,但它具有多孔结构,对空气中的极性分子硫化物有很强的吸附作用[1-2]。单组分和双组分硅胶都具有这一特性。
综上所述,包装硅胶的DC/DC模块电源的电阻硫化是由于周围空气中的硫化物,硅胶对硫化物有吸附作用。同时,电阻端电极与二次保护涂层的界面要么是电镀中的孔隙,要么是焊接工艺异常引起的间隙。空气中的硫化物被硅胶吸附,具有发达的微孔结构,硅胶比表面积500 ~ 600 m2/g [3]。这样,硅胶中硫化物的浓度就会增加。硅胶中的硫化物很容易通过电阻端电极与二次保护涂层之间的界面孔隙或间隙进入电阻表面电极,导致表面电极材料中的Ag被硫化,产生导电率低的硫化银,从而增加电阻的电阻值,直到开路。