1.前言

電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)在(zai)當今電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)業(ye)中(zhong)(zhong)仍(reng)然是(shi)使用最廣泛的(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)元件之(zhi)一(yi)，其在(zai)電(dian)(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)(dian)路中(zhong)(zhong)的(de)通常(chang)起到限流、分壓等(deng)作(zuo)(zuo)用。根(gen)據(ju)材料、結(jie)構(gou)等(deng)不同(tong)有多種(zhong)不同(tong)的(de)分類(lei)。排(pai)阻(zu)(zu)是(shi)一(yi)類(lei)特殊的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)器，又稱為網絡電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)器，是(shi)由若干個電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)組合在(zai)一(yi)起封(feng)裝(zhuang)而成。本文中(zhong)(zhong)所涉及到的(de)排(pai)阻(zu)(zu)屬于雙列直插塑封(feng)封(feng)裝(zhuang)，其單(dan)排(pai)相(xiang)鄰引腳間(jian)(jian)無電(dian)(dian)(dian)氣(qi)連接，兩排(pai)相(xiang)對(dui)的(de)引腳為單(dan)獨電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)。該排(pai)阻(zu)(zu)在(zai)組裝(zhuang)到電(dian)(dian)(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中(zhong)(zhong)后(hou)，部分產(chan)品(pin)出(chu)(chu)(chu)現(xian)工作(zuo)(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)后(hou)功能失(shi)效(xiao)。經查(cha)，單(dan)排(pai)個別相(xiang)鄰引腳間(jian)(jian)存在(zai)漏(lou)電(dian)(dian)(dian)導(dao)致了產(chan)品(pin)的(de)本次失(shi)效(xiao)。但其現(xian)象比較特殊，失(shi)效(xiao)產(chan)品(pin)在(zai)剛啟動工作(zuo)(zuo)的(de)前(qian)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)表現(xian)正常(chang)，失(shi)效(xiao)出(chu)(chu)(chu)現(xian)在(zai)工作(zuo)(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)后(hou)。且待機器隔段(duan)時(shi)間(jian)(jian)再啟動，也要正常(chang)工作(zuo)(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)后(hou)才出(chu)(chu)(chu)現(xian)失(shi)效(xiao)現(xian)象。

 

2.排阻漏電原因探究
2.1原因分析
造成工作(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)后才能(neng)出(chu)(chu)現(xian)(xian)失(shi)效現(xian)(xian)象(xiang)的原因(yin)且能(neng)恢復得原因(yin)應該與溫度相關。該排阻結構較為簡單，其單排相鄰(lin)引腳間(jian)無(wu)電氣(qi)連(lian)(lian)接(jie)，即應為絕緣狀態。其工作(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)后，單排相鄰(lin)引腳間(jian)會出(chu)(chu)現(xian)(xian)漏電現(xian)(xian)象(xiang)，即工作(zuo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)后出(chu)(chu)現(xian)(xian)了電氣(qi)連(lian)(lian)接(jie)通道。而這個通道是如何形成的，正是本次分析應該尋找的失(shi)效機理(li)。
2.2分析方案
首先，我們需要對(dui)本次(ci)失效(xiao)制定(ding)一(yi)份合理(li)的(de)(de)失效(xiao)分(fen)析方案。合理(li)的(de)(de)失效(xiao)分(fen)析方案能提高整個失效(xiao)分(fen)析的(de)(de)成功率和效(xiao)率，當然(ran)不(bu)可(ke)避免的(de)(de)會在(zai)失效(xiao)分(fen)析過程中遇到不(bu)可(ke)預見的(de)(de)因素導致失效(xiao)分(fen)析方案的(de)(de)臨時(shi)調整。初步的(de)(de)失效(xiao)分(fen)析方案如下：
①外(wai)觀檢查(cha)：利用體(ti)視(shi)顯(xian)微鏡對樣(yang)品(pin)的外(wai)觀進行檢查(cha)，確認樣(yang)品(pin)是否存在(zai)外(wai)觀破損(sun)或(huo)裂紋等異常。
②電(dian)(dian)特(te)性檢查：常溫時(shi)，測量(liang)(liang)樣品(pin)單排相鄰(lin)(lin)引腳間電(dian)(dian)阻(zu)(zu)阻(zu)(zu)值(zhi)，確認其常溫時(shi)單排相鄰(lin)(lin)引腳間時(shi)都滿足電(dian)(dian)氣絕緣要求。若常溫時(shi)無異常，則(ze)利(li)用烘(hong)箱對(dui)樣品(pin)進(jin)行(xing)烘(hong)烤(kao)，烘(hong)烤(kao)結束后立即(ji)對(dui)單排相鄰(lin)(lin)引腳間電(dian)(dian)阻(zu)(zu)阻(zu)(zu)值(zhi)進(jin)行(xing)測量(liang)(liang)。
③X-RAY檢查：利(li)用X射線透(tou)視，檢查封裝內部是否單排相鄰引腳間(jian)存在金屬連接。
④C-SAM檢查：利用超聲波(bo)掃描，確認塑封封裝與電阻基體(ti)及電阻膜之間是(shi)否存在分層現象(xiang)。
⑤De-cap檢(jian)查：對(dui)樣品(pin)進行開封，然后(hou)利(li)用(yong)金相(xiang)顯微鏡對(dui)開封后(hou)的電阻基體(ti)及電阻膜表面進行觀察，尋找(zhao)異常。
⑥SEM/EDS分析(xi)：利(li)用(yong)SEM對(dui)開封后的樣品表(biao)面進行(xing)形(xing)貌(mao)觀(guan)察，尋找異常(chang)點。然后利(li)用(yong)EDS對(dui)異常(chang)點進行(xing)成分分析(xi)。
2.3實驗結果及分析

①通過對(dui)樣品(pin)的外觀檢查，我們并未發現NG品(pin)上存(cun)在(zai)裂(lie)紋(wen)或斷(duan)裂(lie)異常，通過與OK品(pin)進(jin)行外觀形貌對(dui)比，亦(yi)未發現異常。典型圖片如下(xia)：

 

 

②樣品在常溫電測時，單排相鄰引腳間皆表現為絕緣狀態。而在高溫烘烤后，某些單排相鄰引腳間出現了10兆歐左右的電阻。再對排阻進行烘烤干燥試驗，干燥其內部水分，出箱不等冷卻，立即對漏電引腳間進行電阻阻值測量，阻值仍為10兆歐左右。
 ③經X-RAY無損檢(jian)測(ce)，未發現引腳間存(cun)在金(jin)屬(shu)連接情(qing)況。典型圖片如下：

 

 

④通過C-SAM掃描發現(xian)了(le)NG品內(nei)(nei)部(bu)均存在(zai)(zai)分(fen)(fen)層現(xian)象(xiang)，也有(you)(you)部(bu)分(fen)(fen)上(shang)過整(zheng)機(ji)的(de)OK品存在(zai)(zai)分(fen)(fen)層現(xian)象(xiang)，但再來料排阻樣品中未(wei)發現(xian)分(fen)(fen)層現(xian)象(xiang)。據了(le)解，該排阻的(de)濕(shi)度敏(min)感等級為1，及對(dui)濕(shi)度不敏(min)感。工(gong)廠對(dui)這類(lei)器(qi)件一般(ban)不會采取上(shang)機(ji)前烘(hong)烤措施。因(yin)此，其分(fen)(fen)層現(xian)象(xiang)最(zui)有(you)(you)可能濕(shi)氣侵入(ru)塑封內(nei)(nei)部(bu)，而(er)在(zai)(zai)貼裝前未(wei)經(jing)烘(hong)干，過回流(liu)爐后，導致(zhi)樣品分(fen)(fen)層。在(zai)(zai)典型圖片如下：

 

 

⑤DE-CAP后，金相顯微(wei)鏡觀察發現(xian)(xian)，NG樣品相鄰引腳間存(cun)在碎屑現(xian)(xian)象。典型(xing)圖片(pian)如下：

 

 

⑦SEM形貌檢查發現OK品某些單(dan)排相鄰引(yin)腳間也存在碎(sui)(sui)屑狀物(wu)質(zhi)(zhi)，且(qie)(qie)內部(bu)焊(han)點焊(han)料(liao)表面呈流沙狀，與正(zheng)常Sn-Pb焊(han)點形貌不一致。經EDS成(cheng)分分析，排阻(zu)中存在兩類(lei)碎(sui)(sui)屑狀物(wu)質(zhi)(zhi)，一類(lei)是電阻(zu)膜材料(liao)，另一類(lei)是Sn-Pb焊(han)料(liao)碎(sui)(sui)屑，且(qie)(qie)排阻(zu)內部(bu)焊(han)點焊(han)料(liao)及(ji)引(yin)腳間碎(sui)(sui)屑焊(han)料(liao)Sn-Pb成(cheng)分比例(li)異常。典型圖片如下：

 

 

⑧對樣品做剖(pou)切面(mian)，觀察排阻內部焊點(dian)剖(pou)面(mian)形貌(mao)和成分比(bi)例，發現焊點(dian)剖(pou)切面(mian)呈現多孔及顆粒狀，顯得不夠致(zhi)密，與正常Sn-Pb焊點(dian)形貌(mao)不一致(zhi)。典型圖片(pian)如下：

 

 

3.失效機理分析
散布在排(pai)(pai)(pai)阻(zu)單(dan)排(pai)(pai)(pai)相鄰引腳(jiao)間的碎屑狀(zhuang)(zhuang)的電阻(zu)膜及Sn-Pb焊料在高(gao)溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)電子獲得能量，穿越接觸勢壘進入(ru)到絕緣基體中，在引腳(jiao)間電壓的作用下(xia)形(xing)成電流通道。從而導(dao)致了高(gao)溫(wen)下(xia)排(pai)(pai)(pai)阻(zu)單(dan)排(pai)(pai)(pai)相鄰引腳(jiao)間的漏電。

4.分析結論
本(ben)次(ci)漏電(dian)失效是(shi)(shi)由存在于引(yin)腳間的(de)電(dian)阻膜碎屑(xie)(xie)和Sn-Pb焊(han)料碎屑(xie)(xie)導致。而電(dian)阻膜碎屑(xie)(xie)形成的(de)原(yuan)因可能(neng)是(shi)(shi)電(dian)阻膜形貌(mao)刻(ke)蝕時(shi)未(wei)蝕刻(ke)干凈的(de)殘留。焊(han)料碎屑(xie)(xie)可能(neng)是(shi)(shi)異常Sn-Pb成分比(bi)例的(de)焊(han)料疏松導致某些生產或封(feng)裝過程散落在引(yin)腳間。