今天给大家介绍一个适普协助客户对PCBA上贴片电阻阻值变低失效的分析案例。运用我们的专业知识和技术能力帮助客户分析失效机理和可能原因,并借助世界级科学家李博士指点,最后锁定原因和改善方向,体现了适普的专业技术指导价值。
适普某客户生产LED室外照明产品驱动板,在使用4-12个月后陆续出现不点亮或闪烁现象,缺陷率约1%。经对失效样品初步分析,发现驱动板上电源电路中的电位信号异常,当分别更换电路中的3个750K贴片电阻(位置:R5、R7、R9;尺寸:1206;规格:7503)后,驱动板工作恢复正常。测量换下的电阻阻值,发现阻值降低,如下图。客户遂反馈适普协助分析。
我们首先针对客户产品的生产工艺和使用环境做了调查了解,又对贴片电阻容易发生失效的可能因素做了分析,具体如下:
1)生产工艺包括SMT(750K电阻组装焊接)->波峰焊->手焊->板测->组装->灌胶->终测->包装->发货,从第一道工序SMT焊接750K电阻到灌胶工序最长72小时完成。其产品使用环境是在室外(温度可达40°C甚至更高,相对湿度可达90%),可见在室外温度、湿度环境是比较苛刻的。
2)在以上的苛刻使用环境中,极易发生SIR或ECM失效,其失效机理和现象如下表,因此需要进一步排查验证。
对于SIR、ECM失效模式验证,我们建议采用观察失效样品电阻表面是否有枝晶现象,未发现电阻表面有金属异物粘附或呈树枝状结晶存在;另外对失效PCBA做清洁处理的方法,经验证确认清洗后故障仍不能消除。故排除了SIR和ECM失效原因。
电阻表面SEM检查
3)在排除了以上原因后我们继续分析了贴片电阻元件结构和工作环境下可能的失效机理。如下图所示电阻层上面还有玻璃膏和环氧树脂保护层,在高温高湿通电情况下保护层可能受潮与电阻层发生并联,导致阻值偏小。
为验证此推论,首先取一失效电阻测量阻值,为669KΩ。然后做了保护层剥离实验,具体方法是将此失效电阻的G2层分区域逐步剥离(左/右/中位置),测量每次剥离后的阻值。经确认当剥离掉左端保护层后,阻值稍有变大(较小变化);当剥离掉右端保护膜后,阻值比剥离左端时测量阻值偏大约1%,当将中间保护层去除后阻值恢复正常(754KΩ),如下图所示:
通过验证证明是保护层吸潮引起的阻值变低与电阻层发生并联,导致整体电阻阻值的偏小现象。但是进一步讨论得知,正常工艺条件下,从SMT到产品灌封胶最长需要三天时间,实际环境是存在一定的湿度要求,不能保证湿气不进入电阻。贴片电阻应具有承受、抵抗湿气的能力。
故建议客户还需电阻供应商继续分析易吸潮的根本原因,同时包括生产过程六西格玛管理抗湿气控制和检测,提供控制的等级等。
在适普公司负责技术支持的全面工作,拥有25年的SMT和相关电子产品技术领域经验,六西格玛管理黑带。
为客户解决了诸多技术难题并提供超值的服务,将知识和经验系统地归纳总结沉淀,在行业技术论坛分享成果,形成了十几项包括3C产品、功率半导体、汽车电子、LED等行业焊料技术应用指导和案例分析,已申请两项实用新型发明专利。