1.前言

電阻(zu)(zu)在當(dang)今電子產(chan)(chan)業(ye)中仍然是(shi)使(shi)用(yong)最(zui)廣泛(fan)的(de)(de)電子元件之(zhi)一，其在電子電路中的(de)(de)通常起到(dao)限流、分(fen)壓等(deng)作用(yong)。根據(ju)材料、結構等(deng)不(bu)同有多種不(bu)同的(de)(de)分(fen)類。排(pai)阻(zu)(zu)是(shi)一類特(te)殊的(de)(de)電阻(zu)(zu)器，又稱為網(wang)絡電阻(zu)(zu)器，是(shi)由若干(gan)個電阻(zu)(zu)組合在一起封(feng)(feng)裝而成。本文中所涉及(ji)到(dao)的(de)(de)排(pai)阻(zu)(zu)屬于雙列(lie)直(zhi)插塑封(feng)(feng)封(feng)(feng)裝，其單(dan)排(pai)相鄰引腳間(jian)無電氣連接(jie)，兩(liang)排(pai)相對的(de)(de)引腳為單(dan)獨電阻(zu)(zu)。該排(pai)阻(zu)(zu)在組裝到(dao)電子產(chan)(chan)品(pin)中后(hou)，部分(fen)產(chan)(chan)品(pin)出現(xian)(xian)(xian)(xian)工作一段(duan)時(shi)間(jian)后(hou)功能失效。經查，單(dan)排(pai)個別相鄰引腳間(jian)存(cun)在漏電導致了產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)本次失效。但其現(xian)(xian)(xian)(xian)象(xiang)比較特(te)殊，失效產(chan)(chan)品(pin)在剛啟動(dong)工作的(de)(de)前(qian)段(duan)時(shi)間(jian)表現(xian)(xian)(xian)(xian)正(zheng)常，失效出現(xian)(xian)(xian)(xian)在工作一段(duan)時(shi)間(jian)后(hou)。且(qie)待(dai)機器隔段(duan)時(shi)間(jian)再(zai)啟動(dong)，也要正(zheng)常工作一段(duan)時(shi)間(jian)后(hou)才(cai)出現(xian)(xian)(xian)(xian)失效現(xian)(xian)(xian)(xian)象(xiang)。

 

2.排阻漏電原因探究
2.1原因分析
造(zao)成工(gong)作(zuo)一段時間后(hou)才(cai)能出現(xian)失(shi)(shi)效現(xian)象的原(yuan)因且能恢復(fu)得原(yuan)因應(ying)該(gai)與溫度(du)相(xiang)關(guan)。該(gai)排(pai)(pai)(pai)阻結構較為簡單，其單排(pai)(pai)(pai)相(xiang)鄰引腳(jiao)間無電氣連接，即(ji)應(ying)為絕緣(yuan)狀態(tai)。其工(gong)作(zuo)一段時間后(hou)，單排(pai)(pai)(pai)相(xiang)鄰引腳(jiao)間會出現(xian)漏電現(xian)象，即(ji)工(gong)作(zuo)一段時間后(hou)出現(xian)了電氣連接通(tong)道(dao)。而這(zhe)個通(tong)道(dao)是(shi)如何形成的，正是(shi)本次分析應(ying)該(gai)尋找的失(shi)(shi)效機理。
2.2分析方案
首先，我們需要對本次失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)制定(ding)一(yi)份合理(li)的(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)案(an)。合理(li)的(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)案(an)能(neng)提高整個失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)的(de)(de)成(cheng)功率(lv)和效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，當然不(bu)可(ke)避免(mian)的(de)(de)會在失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)過程中遇到不(bu)可(ke)預見的(de)(de)因(yin)素導(dao)致失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)案(an)的(de)(de)臨時(shi)調(diao)整。初(chu)步的(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)分(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)案(an)如下(xia)：
①外觀檢查：利用體視(shi)顯微鏡對樣品的(de)外觀進行檢查，確認樣品是否存在外觀破(po)損或裂紋等異常(chang)。
②電(dian)特性(xing)檢查：常溫(wen)(wen)時(shi)，測(ce)量(liang)樣(yang)品單排相(xiang)鄰引(yin)腳(jiao)間(jian)(jian)電(dian)阻(zu)阻(zu)值，確認(ren)其(qi)常溫(wen)(wen)時(shi)單排相(xiang)鄰引(yin)腳(jiao)間(jian)(jian)時(shi)都(dou)滿足電(dian)氣絕緣要求。若常溫(wen)(wen)時(shi)無異常，則利用烘箱對樣(yang)品進(jin)行(xing)烘烤，烘烤結束后立(li)即對單排相(xiang)鄰引(yin)腳(jiao)間(jian)(jian)電(dian)阻(zu)阻(zu)值進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。
③X-RAY檢(jian)查：利用X射線透(tou)視，檢(jian)查封裝內(nei)部(bu)是否單排相鄰引腳間存在金屬連接(jie)。
④C-SAM檢(jian)查(cha)：利用(yong)超聲波掃(sao)描，確認塑封(feng)封(feng)裝與電阻基體及電阻膜之間是否(fou)存在(zai)分(fen)層現象。
⑤De-cap檢查：對樣品進行開封，然后利用金(jin)相顯微鏡對開封后的電(dian)阻基體及電(dian)阻膜表面進行觀察，尋找異常(chang)。
⑥SEM/EDS分(fen)析：利(li)用(yong)SEM對(dui)(dui)開封后的樣(yang)品表面進(jin)行(xing)形貌觀察，尋找異常點。然(ran)后利(li)用(yong)EDS對(dui)(dui)異常點進(jin)行(xing)成分(fen)分(fen)析。
2.3實驗結果及分析

①通(tong)過對樣品的外(wai)觀檢(jian)查，我們(men)并未發現(xian)NG品上存在裂(lie)紋或(huo)斷裂(lie)異(yi)常，通(tong)過與(yu)OK品進行(xing)外(wai)觀形貌對比，亦未發現(xian)異(yi)常。典(dian)型圖片如(ru)下：

 

 

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無損檢測，未發現引(yin)腳(jiao)間存在金屬(shu)連接情況(kuang)。典型圖片如(ru)下：

 

 

④通過(guo)(guo)C-SAM掃描發(fa)現(xian)了NG品內部均(jun)存(cun)(cun)在(zai)分(fen)層(ceng)(ceng)現(xian)象(xiang)，也有部分(fen)上過(guo)(guo)整機(ji)的(de)OK品存(cun)(cun)在(zai)分(fen)層(ceng)(ceng)現(xian)象(xiang)，但再來料排阻樣品中未發(fa)現(xian)分(fen)層(ceng)(ceng)現(xian)象(xiang)。據(ju)了解，該(gai)排阻的(de)濕(shi)度敏感(gan)等級為(wei)1，及對濕(shi)度不敏感(gan)。工廠(chang)對這(zhe)類器件一般不會采(cai)取上機(ji)前烘烤措施(shi)。因(yin)此(ci)，其分(fen)層(ceng)(ceng)現(xian)象(xiang)最有可能濕(shi)氣侵(qin)入(ru)塑封內部，而在(zai)貼裝前未經烘干(gan)，過(guo)(guo)回流爐(lu)后(hou)，導致樣品分(fen)層(ceng)(ceng)。在(zai)典型圖片如下(xia)：

 

 

⑤DE-CAP后(hou)，金(jin)相顯微鏡觀察(cha)發現(xian)，NG樣品相鄰(lin)引腳間存在碎(sui)屑現(xian)象。典型圖片如下：

 

 

⑦SEM形(xing)貌檢(jian)查發現OK品某些單(dan)排相鄰引腳間也存在碎屑(xie)(xie)狀(zhuang)(zhuang)物質(zhi)(zhi)，且內部(bu)(bu)焊(han)點(dian)焊(han)料(liao)表面(mian)呈流沙狀(zhuang)(zhuang)，與(yu)正常(chang)(chang)Sn-Pb焊(han)點(dian)形(xing)貌不一(yi)致。經EDS成分分析(xi)，排阻中(zhong)存在兩類碎屑(xie)(xie)狀(zhuang)(zhuang)物質(zhi)(zhi)，一(yi)類是電阻膜材(cai)料(liao)，另一(yi)類是Sn-Pb焊(han)料(liao)碎屑(xie)(xie)，且排阻內部(bu)(bu)焊(han)點(dian)焊(han)料(liao)及引腳間碎屑(xie)(xie)焊(han)料(liao)Sn-Pb成分比例(li)異常(chang)(chang)。典型圖(tu)片(pian)如下：

 

 

⑧對樣品做剖(pou)切面(mian)，觀察排阻內部焊點剖(pou)面(mian)形貌(mao)和成分比(bi)例，發現焊點剖(pou)切面(mian)呈(cheng)現多孔及顆(ke)粒狀，顯得不夠致(zhi)(zhi)密，與正常Sn-Pb焊點形貌(mao)不一(yi)致(zhi)(zhi)。典型圖(tu)片如下：

 

 

3.失效機理分析
散布在排阻(zu)(zu)單(dan)排相(xiang)鄰引腳(jiao)間的碎屑狀的電阻(zu)(zu)膜(mo)及Sn-Pb焊料在高溫狀態(tai)下電子獲得能量，穿越(yue)接觸(chu)勢壘進入到絕緣基體(ti)中，在引腳(jiao)間電壓(ya)的作用下形成電流通道。從而導致了高溫下排阻(zu)(zu)單(dan)排相(xiang)鄰引腳(jiao)間的漏電。

4.分析結論
本次漏電失效是由(you)存(cun)在于(yu)引(yin)腳間的電阻膜(mo)碎屑和Sn-Pb焊(han)料碎屑導致。而電阻膜(mo)碎屑形(xing)成的原因(yin)可能是電阻膜(mo)形(xing)貌(mao)刻蝕時未蝕刻干凈的殘(can)留。焊(han)料碎屑可能是異常Sn-Pb成分比例的焊(han)料疏松導致某(mou)些生(sheng)產或封(feng)裝(zhuang)過程散落(luo)在引(yin)腳間。