智能电表中电阻的电化学迁移失效机理研究

发布时间：2021-01-21 18:44

　　为了提高智能电表的可靠性,通过机械开封、离子色谱表征和截面分析等综合方法对基于电阻电化学迁移的失效机理进行了研究。结果表明,电阻短路故障机理是智能电表外场故障的主要形式,其源于金属电化学迁移。氯离子、助焊剂残留和包装膜分层的综合作用会加剧金属电化学迁移过程。此外,失效复现实验证实氯离子显著加速了电阻的电化学迁移。基于以上结果,提出了相应的优化保护方法以抑制电化学迁移。 

【文章来源】：电子元件与材料. 2020,39(10)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

1#电阻样品表面光学形貌

电阻表面枝晶状迁移物SEM形貌和EDS能谱分析见图2所示,枝晶状迁移物由一端电极往另一端电极方向生长,图2(b) EDS测试结果表明枝晶状迁移物主要含有Sn,Pb等元素,局部区域存在Cl元素,此产品生产中采用的SnPb焊料为Sn63Pb37,说明SnPb焊料中的Sn,Pb金属元素发生电化学迁移导致枝晶的生长,连通电阻两极,导致电阻短路失效。在电化学反应过程中,溶解的电极被定义为阳极,对电阻阳极表面腐蚀形貌和产物进行表征,如图3所示,结果表明该区域的腐蚀产物主要由Sn、Pb、O及少量的Cl元素组成,卤素元素中Cl离子可以加速阳极金属溶解。阳极表面金属溶解后,暴露出里层新鲜的金属SnPb焊料,这将导致化学氧化腐蚀更容易发生。黑色的腐蚀产物主要由Sn,Pb的氧化物组成。此外相关文献[8]对电极表面的腐蚀产物进行XRD分析,表面腐蚀产物主要为焊料锡基合金的化合物,包括SnCl2、SnO2以及SnO。

在电化学反应过程中,溶解的电极被定义为阳极,对电阻阳极表面腐蚀形貌和产物进行表征,如图3所示,结果表明该区域的腐蚀产物主要由Sn、Pb、O及少量的Cl元素组成,卤素元素中Cl离子可以加速阳极金属溶解。阳极表面金属溶解后,暴露出里层新鲜的金属SnPb焊料,这将导致化学氧化腐蚀更容易发生。黑色的腐蚀产物主要由Sn,Pb的氧化物组成。此外相关文献[8]对电极表面的腐蚀产物进行XRD分析,表面腐蚀产物主要为焊料锡基合金的化合物,包括SnCl2、SnO2以及SnO。2.2 离子色谱分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]供电所智能电表的常见故障和处理方法[J]. 卢志辉.  通信电源技术. 2019(12)
[2]PCBA失效中的电化学迁移与腐蚀研究[J]. 李晓倩,蔡吕清.  电子产品可靠性与环境试验. 2019(01)
[3]电化学迁移研究进展[J]. 易盼,董超芳,肖葵,魏丹.  科技导报. 2018(07)
[4]SnAgCu钎料焊点电化学迁移的原位观察和研究[J]. 张炜,成旦红,郁祖湛,Werner Jillek.  电子元件与材料. 2007(06)

博士论文
[1]薄层液膜下锡基无铅钎料合金腐蚀、电化学迁移及抑制研究[D]. 廖伯凯.华中科技大学 2018



本文编号：2991700