PCBA焊接中元器件缺陷故障分析之碳膜电阻器

three · 发表于 2021-6-3 10:06

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碳膜电阻器断路

现象描述及分析
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（1）现象描述

① 碳膜电阻器在使用中出现的故障几乎都是断路。特别是在PCBA组装焊接后，不时会发生碳膜电阻器出现断路现象。

②电阻体出现机械损坏：1206或更大的片式电阻器以及有引线的圆柱电阻器，在组装过程中陶瓷本体上出现断裂缝或崩口，造成电阻体损坏而开路。

（2）现象分析

断裂现象大多都发生在元件体沿长度方向的中间部位。有引线圆柱电阻器的电阻体崩口如图No.001-1所示。片式电阻器的电阻体出现横向断裂纹如图No.001-2所示。

图No.001-1 引线圆柱电阻器的电阻体崩口

图No.001-2 片式电阻器的电阻体出现横向断裂纹

2.形成原因及机理

（1）形成原因

在组装过程中元件体受到了不恰当的外力作用所导致。

（2）形成机理

① 在组装过程中元件体受到了较大翘曲应力：在组装焊接过程中，PCB基板发生翘曲变形，将所形成的翘曲应力通过元件两端引脚同时传递给了元件体，从而使其发生断裂，如图No.001-1所示。

② 电阻体碳膜发生了阳极氧化：当出现这一现象时，观察断路处的碳膜电阻器，在多数情况下，可以发现，在螺旋形刻槽的 “十” 极侧的碳膜部分地消失了。这是由于阳极氧化的原因，碳膜变成了二氧化碳。

碳膜电阻器发生阳极氧化的可能原因是，电阻在制造过程中，在涂覆保护层之前就有某种污染物质附着在电阻体的表面上了。在此情况下，污染物有可能是操作者的手触摸了电阻体表面产生的，或者是电阻体表面附着了操作者的唾液飞沫。

③ 材料的热膨胀系数不匹配导致电阻体断裂：例如，在尺寸较大的陶瓷基板上，用厚膜电阻器和导体布线而制造的混合元件，再在其表面用树脂涂覆的结构中，由于陶瓷基板和树脂的热膨胀系数的不同，在陶瓷基板和树脂的界面上就会产生机械应力，而使厚膜电阻体产生与厚度方向平行的裂纹，该裂纹导致厚膜电阻体断路，如图No.001-2所示。这种故障随着陶瓷基板尺寸的增大，发生的概率也将急剧增加。

3.解决措施

① 加强供货源产品的质量管理与控制。

② 加强组装工艺过程控制。

③ 强化生产现场的7S管理。