“三防”对片式厚膜电阻器阻值的影响探讨

龚国刚，陈德舜，张弦

（中国振华集团云科电子有限公司，贵州贵阳550018）

“三防”对片式厚膜电阻器阻值的影响探讨

龚国刚，陈德舜，张弦

（中国振华集团云科电子有限公司，贵州贵阳550018）

院通过对不同性质的三防材料和涂敷工艺对片式厚膜电阻器阻值的影响开展分析和试验验证，提出了三防材料选用和涂敷工艺改进建议，供使用者参考，以提高片式厚膜电阻器在三防环境下的使用可靠性遥

院片式厚膜电阻器曰三防曰热膨胀系数

0 引言

近年来，屡有线路板野三防冶后其片式厚膜电阻器的阻值发生变化的现象出现，究其原因，70%以上与三防材料的选用和三防涂敷工艺[1]有关遥

本文选用不同性质（硬质尧软质）的三防材料进行不同工艺的三防涂敷，并通过高低温冲击试验进行验证，分析不同性质的三防材料和三防涂敷工艺对片式厚膜电阻器阻值的影响机理，并提出了三防材料选用和涂敷工艺的改进建议，供使用者参考，以提高片式厚膜电阻器在三防环境下的使用可靠性[2-3]遥

1 研究方案

抽取0805型片式厚膜电阻器（阻值1 k赘，精度依1%，数量300只），经回流焊接在PCB板上后，采用酒精清洗，在50益温度下烘干4 h，恢复至常温后进行电阻值初始测量和样品编号遥

分别采用S01-6型（硬质）尧DC1-2577（软质）三防漆进行不同工艺的三防涂敷遥涂敷工艺为:喷涂环境温度25益曰固化条件为:40益烘干8 h曰涂层干燥厚度分别为:100～150滋m尧150～200滋m尧200～250滋m，每种厚度范围的样品的数量均为100只遥

对试验样品进行温度冲击试验，试验条件为: -55～150益，极限温度下保持1 h，循环30次，转移时间臆1 min，回复时间臆1 min[5]遥试验后进行外观检查和常温阻值测量遥

2 试验结果和机理分析

2.1 外观检查

在30倍的显微镜下进行外观检查，发现除1只涂敷厚度在200～250滋m范围内的1#-S01-6型（硬质）三防漆的样品的保护玻璃体已损伤脱落（如图1所示）外，其余样品的外观均未出现异常遥

图1 保护玻璃体损伤脱落样品的形貌图

2.2 常温阻值的最终测量

除1只涂敷厚度在150～200滋m之间的1#-S01-6型（硬质）三防漆的样品的阻值变化超出+ 1%尧2只涂敷厚度在200～250滋m之间的1#-S01-6型（硬质）三防漆的样品阻值变化超出+5%外，其余样品的阻值均在依1%精度范围内，无异常变化遥

对本次试验选用的两种三防漆和片式厚膜电阻器保护玻璃体进行热膨胀系数测定发现:S01-6型（硬质）三防漆的热膨胀系数为148.24ppm，DC1-2577型（软质）三防漆的热膨胀系数为56.40ppm，片式厚膜电阻器保护玻璃体的热膨胀系数为8.35ppm遥由此可以看出:两种三防漆的热膨胀系数远远大于片式厚膜电阻器保护玻璃体的热膨胀系数，尤其是S01-6型（硬质）三防漆，其热膨胀系数约为片式厚膜电阻器保护玻璃体的18倍遥

2.3 机理分析

片式电阻器的结构如图2所示，其加工流程为:在陶瓷基板上印刷正面电极寅印刷背面电极寅高温烧结寅印刷电阻体寅高温烧结寅印刷一次保护玻璃寅高温烧结寅激光调阻寅印刷二次保护玻璃寅印刷标志寅端面（侧面）电极加工寅高温烧结寅电镀镍寅电镀锡或锡-铅，最终形成一个有机结合牢固的实体遥当如图1所示的表面保护玻璃体损伤脱落时，由于片式电阻器保护玻璃和电阻体是通过高温烧结有机结合而成的，因而会造成内部电阻膜层的表面连带损伤脱落，使片式电阻器的有效电阻膜层面积减少遥根据电阻器的原理公式R=ρL/S得知，当S减小时，电阻器的阻值会变大，这就是电阻器阻值变大的根本原理遥

通过上述分析发现，造成涂敷三防漆后片式厚膜电阻器保护玻璃体损伤脱落进而表现为阻值异常变化的原因在于:三防漆和片式厚膜电阻器保护玻璃体的热膨胀系数存在较大的差异，在温度冲击应力的作用下，三防漆膜层对片式厚膜电阻器保护玻璃体反复施加拉伸应力，当该应力超过保护玻璃体所能承受的极限应力[7]时，保护玻璃产生裂纹破损，而保护玻璃与电阻膜层是通过高温烧结牢固结合的，保护玻璃损伤破裂时连带导致电阻膜层破裂或损伤脱落，减少了电阻膜层的有效面积，最终表现为阻值异常变大[8]遥

图2 片式电阻器的结构图

3 改进建议

上述研究表明:不同性质（硬质尧软质）的三防材料的热膨胀系数有着明显的差异，并且均远大于片式厚膜电阻器保护玻璃体的热膨胀系数遥由于硬质三防材料的热膨胀系数更大，因此更容易造成片式厚膜电阻器保护玻璃体表面损伤，严重时甚至产生破裂，进而导致电阻膜层破裂或损伤脱落，最终表现为阻值异常变化遥当三防材料的涂敷厚度增加时，片式厚膜电阻器保护玻璃体受损的概率会进一步地增大遥

因此，建议使用者尽量地选用软质三防材料（例如:DC1-2577型三防漆）曰如必须使用硬质三防材料，则建议在涂敷三防材料前先涂敷一层软质保护层（例如:硅胶尧低温树脂等），以对硬质三防材料与片式厚膜电阻器保护玻璃体之间进行隔离缓冲，从而降低硬质三防材料损伤片式厚膜电阻器保护玻璃体的概率曰同时应控制三防材料涂敷的厚度和均匀性，尤其是硬质三防材料，涂敷厚度应控制在100滋m以内遥

4 结束语

本文从笔者长期从事电子元器件研发制造尧试验检测和失效分析工作中所得到的实践经验出发，针对不同性质的三防材料和涂敷工艺对片式厚膜电阻器阻值的影响进行了研究，并就三防材料的选用和涂敷工艺的改进提出了一些浅见，受限于知识和理论水平，本文难免存在一定的局限甚至错漏，敬请读者指正遥

院

[1]查尔斯A哈珀.电子封装材料与工艺[M].北京:化学工业出版社，2005.

[2]庄奕琪.电子设计可靠性工程[M].西安:西安电子科技大学出版社，2014.

[3]付桂翠.电子元器件使用可靠性保证[M].北京:国防工业出版社，2011.

[4]刘莉萍.军用电子元器件可靠性概论[M].北京:总装备部军用电子元器件合同管理办公室，2006.

[5]工业和信息化部电子第四研究所.电子及电气元件试验方法:GJB 360B-2009[S].北京:总装备部军标出版发行部，2009.

[6]章俊华，苏明.电子基础元器件检测[M].成都:西南交通大学出版社，2018.

[7]恩云飞，来萍，李少平.电子元器件失效分析技术[M].北京:电子工业出版社，2015.

[8]孔学东，恩云飞.电子元器件失效分析与典型案例[M].北京:国防工业出版社，2006.

Discussion on the Influence of Three-proofing Lacquer on the Resistance of Chip Thick Resistor

GONG Guogang，CHEN Deshun，ZHANG Xian
（China Zhenhua Group Yunke Electronics Co.，Ltd.，Guiyang 550018，China）

The improvement suggestions for the selection of three-proofing materials and coating process are put forward by conducting analysis and test verification of the influence of different kinds of three-proofing materials and coating processes on the resistance of chip thick resistor.Users can refer to these suggestions to improve the use reliability of chip thick resistor while used under the three-proofing environment.

chip thick resistor曰three-proofing lacquer曰thermal expansion coefficient

院TM 54+.4

院A

院1672-5468（2017）03-0014-03

10.3969/j.issn.1672-5468.2017.03.003

院2016-11-10

院2016-11-17

院龚国刚（1980-），男，贵州遵义人，中国振华集团云科电子有限公司质量部副部长、质量工程师，主要从事片式电阻器可靠性试验和失效分析工作。