温度冲击对贴片电阻在实际应用中的影响及应对方案 (温度冲击仿真)
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通常情况下,上述的高低温冲击测试对阻值造成的变化不大,不会影响电路的功能,完全可以被客户所接受,但冷热冲击有可能造成电阻电极*处出现裂纹甚至开裂,会极大的影响最终产品的可靠性,这是完全不能被接受的,那为什么会产生这样的现象?在设计中又如何避免呢?热冲击测试造成裂纹的主要原因来源于应用场景中不同部分CET(热膨胀系数)的差异,如下图所示。当温度剧烈变化时,FR4底板的伸缩要远大于陶瓷基板,如果这样的变化多次反复,就会造成端部连接材料的疲劳最后导致开裂。但这种冲击对电阻层本身影响不大,这也是为什么冷热冲击后阻值变化较小的原因。下图是封装尺寸的电阻在经历次的-C~C冷热冲击后的图片图片来源VishayTech.众所周知,物体的热胀冷缩是自然现象无法避免,那对于这个问题我们该如何来改善和解决呢,让我们来进一步分析,看看有哪些因素对热胀冷缩的影响起到了促进作用,以便我们在选择产品时尽量避免他们。上图是普通电阻纵切面的电镜扫描图像,通过分析我们可以了解到下列因素起到了对热胀冷缩影响的促进作用:1.陶瓷基板边缘锋利的转角使得局部的应力增加。2.端部电极层的厚度很薄,起不到从低CET陶瓷基板到高CET焊锡之间的缓冲作用。3.支撑电阻的焊锡层厚度比较薄,基本上没有能力吸收高低温冲击对材料造成的应力。4.电阻两个电极间的距离比较长,使得高低温冲击对电阻造成的伸缩幅度比较大。通过以上分析,如果工程师对高低温冲击性能有比较高的要求,(如-C~C,次循环),下面是我们建议的一些方案。1.尽量选用及以下封装的电阻,或长边电极电阻,这样可以缩短电极间的距离,减小高低温冲击对体积变化的影响。