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在PCBA的可靠性設(shè)計中，優(yōu)良的防護是確保產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運行的基石。然而，當(dāng)某產(chǎn)品主板上的電阻表面異常地生成了一層綠色結(jié)晶，并伴隨明顯的局部過熱痕跡時，我們意識到——這不僅是單一器件的失效，更是一次防護體系被擊穿的典型信號。
為徹底追溯根源，我們對該樣品展開深度診斷，旨在揭示現(xiàn)象背后的真實成因與系統(tǒng)級隱患。
1.外觀檢查
外觀檢查發(fā)現(xiàn)，電阻R160、R161端電極表面均發(fā)現(xiàn)綠色晶體物質(zhì)現(xiàn)象。兩電阻表面及周圍都存在明顯發(fā)黑、熔融現(xiàn)象，說明電阻服役過程中必定存在嚴(yán)重發(fā)熱異常。
圖1.產(chǎn)生綠色晶體物質(zhì)的電阻表面外觀照片
2.表面分析
綠色晶體放大后呈現(xiàn)碎片狀結(jié)晶形貌；成分測試結(jié)果顯示，綠色晶體含有C、N、O、Ni及少量Cl元素。電阻周邊發(fā)現(xiàn)熔融形貌，說明電阻服役過程中存在嚴(yán)重發(fā)熱異常。
圖2.綠色晶體位置形貌觀察及成分分析結(jié)果
3.XPS分析
通過XPS全譜圖分析，可檢測出C/N/O/Ni//Cl/Pt元素，其中Pt元素為EDS分析時樣品前處理（需要濺射Pt，增加樣品導(dǎo)電性）所致。
如圖6所示，通過XPS精細(xì)譜圖分析，樣品檢測到金屬Ni、Ni/O化合物以及少量的氯化物、有機含氮化合物。（備注：在用Ar離子對綠色晶體表面殘留Pt層濺射過程中，會對金屬氧化物中的O擇優(yōu)濺射，導(dǎo)致部分金屬氧化物被還原，故可以檢測到金屬Ni。）
以上分析結(jié)果顯示，綠色晶體物質(zhì)主要為氧化鎳物質(zhì)（氧化鎳為綠黑色立方晶體）。
圖3.XPS測試全譜圖
圖4.XPS測試精細(xì)譜圖
4.剖面分析
切片后，綠色晶體位置電阻鎳電極層明顯缺失異常，另一端鎳電極層發(fā)現(xiàn)大塊狀的氧化鎳及高溫熔融形貌，說明大塊狀氧化鎳主要由鎳與氧在高溫下生成。大塊狀氧化鎳周圍發(fā)現(xiàn)碎片狀氧化鎳（與綠色晶體表面形貌一致）及局部典型腐蝕形貌，腐蝕位置發(fā)現(xiàn)少量腐蝕元素Cl，說明氧化鎳周圍同時存在輕微的化學(xué)腐蝕。
如圖所示，焊點表面存在疑似助焊劑殘留，該位置未發(fā)現(xiàn)腐蝕元素Cl。
另外，需要指出的是，電阻器件表面并未發(fā)現(xiàn)連續(xù)的三防漆膜，說明該工藝并未起到應(yīng)有的作用。
綜上結(jié)果可知，電阻表面綠色晶體主要為電阻層氧化鎳。
圖5.R161電阻截面SEM形貌觀察照片
圖6.R161電阻截面EDS成分分析結(jié)果
5.原物料分析
電阻原物料切片后發(fā)現(xiàn)兩端電極鍍層完好，未見異常現(xiàn)象。
圖7.電阻原物料切片后SEM觀察照片
總結(jié)與建議
總結(jié)：
電阻表面綠色晶體物質(zhì)生成過程為：電阻表面三防漆成膜不良，服役過程中在熱、潮氣、氧氣共同作用下，鎳電極層生成塊狀氧化鎳綠黑色晶體。
建議：
1.加強PCBA整體防護，例三防漆涂覆，需要關(guān)注三防漆涂覆質(zhì)量及三防漆防護性能，避免器件受外界水汽等因素影響。
2.優(yōu)化產(chǎn)品熱管理，降低服役溫度。
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