典型腐蝕與防護
電路板典型腐蝕失效
電路板上會用到多種物料，物料的選型對于腐蝕反應的發生有重要影響。以工程實際中遇到的厚膜電阻硫化、SMD LED兩種典型硫化失效和印制板銅腐蝕為例，比較不同器件封裝結構和材料選擇對電路板抗腐蝕能力的影響。
1）厚膜貼片電阻硫化腐蝕。厚膜電阻的面電極含有銀元素，銀元素暴露在空氣中極易與硫發生化學反應。如果外部保護層和電鍍層沒有緊密結合，則面電極會與空氣中的硫接觸。當空氣中含有大量含硫化合物時，銀與硫化物反應生成硫化銀，由于硫化銀不導電，且體積比銀大，在化合后，體積膨脹，導致原先銀層的斷層，電阻值逐漸增大，直至斷路。為了防止厚膜電阻硫化，可選用抗硫化能力強的電阻。在面電極上涂覆保護層，通過導入不含Ag、且具有導電性的硫化保護層，從而保護上面電極，徹底杜絕硫化的通路。典型抗硫化電阻封裝結構如圖1所示。通過1年的對比應用試驗表明，電阻硫化失效率大大降低，新封裝結構的厚膜電阻具有良好的抗硫化作用。
圖1 帶抗硫化涂層的貼片電阻結構
2）硅膠封裝LED硫化腐蝕失效。典型的貼片封裝LED結構如圖2所示，其中與金線相連的一般為鍍銀支架，灌封材料則通常根據廠商而異。實際應用中，在含硫量較高的地區使用硅膠封裝LED，被硫化的風險很高。如圖3所示，硅膠封裝的LED內部支架已經發黑，經過測試，無法點亮。將失效硅膠封裝LED機械開封后，在金相顯微鏡下觀察到內部鍵合點和支架的形貌如圖4和圖5所示。支架出現嚴重發黑，甚至露出基底銅層的顏色，外部鍵合點已脫落，芯片位置的銀膠發黑嚴重。選取LED支架區域的兩個位置進行EDS能譜分析，如圖6所示。在支架區域分別檢測到了質量分數為13．02％和5．38％的硫元素。
圖2 貼片LED結構
圖3 被硫化的硅膠封裝LED
圖4 金相顯微鏡下的被硫化的硅膠封裝LED開封圖片
圖5 LED支架區域SEM圖像
圖 6EDS分析結果
