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チップ抵抗が腐食により断線不良となる原因とは？
- プリント板に実装したチップ抵抗が腐食により断線不良となる問題が発生しています。
- 不具合の原因は内部抵抗皮膜の消失とイオン性物質の付着が確認されました。
- 製造現場内で特定のプリント板またはチップ抵抗にイオン性物質が付着する原因を探していますが、まだ特定できていません。
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内容から察するに、薄膜チップ抵抗器と思われますがいかがでしょうか？ 薄膜チップ抵抗器は抵抗膜が薄いために保護膜材質が不適切であったり、保護膜に損傷がある場合にご質問の内容のように電蝕により断線する場合あります。 材質が不適切であることはほとんど考えられないと思いますが、保護膜の損傷の可能性は様々な工程(抵抗器メーカー、アセンブリメーカー問わず)で考えられます。 聞いた話では実装時に吸着ノズルが保護膜に傷を付け同様の断線が発生たことがあるようです。 抵抗器メーカーへの解析依頼と共に自社での可能性も調査されるといいと思います。 実装時の管理がうまくできない場合は、厚膜チップ抵抗器に変更することがいいでしょうが、要求特性を満足する厚膜チップ抵抗器があるかが問題ですね。
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もしかしたらマイクロクラックではありませんか 不良品が他にもありましたら半田鏝で３０秒程度熱を与えてみてください。もしマイクロクラックであればその傷からいろいろなイオンが入り込みますので ！ 私も昔チップの不良で苦しんだことがあり、メーカの回答は要領を得ず結局自分で実験して原因が判明したことがあります。
お礼
回答ありがとうございます。 実装前のチップ抵抗単体調査については、メーカに在庫品からサンプル２０個を渡し、調査を行っていただき、異常が無いことの連絡をうけました。 結局のところメーカの調査結果とは別に、自分での調査が大事であることが分かりました。 当初は自分で実験を行うにしても、何を行って良いか分かりませんでしたが、貴重な意見を参考に、自分自身で実験を行っていきたいと思います。
断線部は内部電極と抵抗体の接合部でしょうか？ 抵抗体部には硝子コーティングで保護されていますし、また内部電極部とすれば外部電極（一般的には外面から錫-ニッケル-銀パラジウム）がすべて断線部まで破壊？されていることになりますが、そうなっているのでしょうか？ また塩素、カリウム、ナトリウムが検出されたということですが成分から考えられるのは人間の汗と同じ成分ですね。（汗にはほかにもありますが） いくつかの疑問があり要因断定はできませんが 一度断線部の断面解析されたらいかがでしょうか。 また再現実験として検出された成分を使って確認されたらいかがでしょうか。なお電触が原因であれば再現実験で確認できると思います。 リフロー実装かはんだディップ実装かによって違う要因が考えられるのではないかと思います。（フラックス、はんだ等） 参考にならないかもしれませんがまずはメーカー回答に基づいた再現実験での確認をお勧めします
お礼
回答ありがとうございます。 断線部分は、電極際の抵抗パターンが部分的に消失していました。 現在までに以下の調査を行っていますが、不具合原因を特定できていません。 はんだ付け方法は、リフローはんだ付けです。 １．不具合解析に関しては、不具合となったチップ抵抗をメーカ調査に出し、解析を行っていただきました。 ２．メーカ調査後、不具合再現実験を行いました。チップ抵抗に通電を行いながら、フラックスを付着させた物、汗を付けた物、コーティングした物など２ヶ月間実験しましたが、不具合再現できませんでした。（サンプル数が少ないかもしれませんが）
普通、チップ抵抗は、表面に保護膜（パシベーション膜）がついており、御社の工程（実装と保管？）での〔汚染による消失〕は考えにくいのではないですか？ 私の経験で恐縮ですが、１０年ぐらい前、ｓ社のチップ抵抗皮膜がエンドユーザで消失する事故がありました。チップ抵抗の特定のロットに集中していました。メーカは中々はっきり言わないのですが、チップ抵抗メーカ工程内不良でした（皮膜のパターニングエッチング液の洗浄不足？）。 このようなことも念頭に置かれ調査されるといいです。 なお、少なくとも昔のフラックスには、ナトリウムイオンやハロゲンイオンが沢山入っていました。
お礼
実体験に基づく貴重な回答ありがとうございました。 チップ抵抗メーカ、フラックスメーカなどに、不具合発生原因について確認しましたが、製造方法などが原因で不具合になったと書くわけでもなく。 但し、過去に腐食が原因で不具合が発生した為、現在メーカでは、腐食に対していろいろな対策を施した製品を開発していることは確かです。 このことから、弊社での作業工程も視野に入れることが必要と思っています。（しかし、他のプリント板に実装されたチップ抵抗は、なぜ不具合にならないのか？の疑問もあります）
エレクトロマイグレーション、イオンマイグレーション、マイグレーションといった現象があります。 これが貴社の製造工程内で起こりうるかは推察しかねますが・・・ エレクトロマイグレーション 電界の影響で、金属成分が非金属媒体の上や中を移動する現象で、この現象では、移動の前後で金属成分は金属状態であり導電性を示します。 マイグレーションでＨＰを検索すれば詳しい紹介文が見つかると思います。一度検証されてみては？
お礼
回答ありがとうございました。 違う切り口の原因追求ができそうです。 一度メーカにも、この可能性について確認してみます。
お礼
回答ありがとうございます。 御指摘の通り今問題になっているのは、薄膜チップ抵抗です。 実装機にも不具合発生原因の可能性があることを、初めて知りました。この部分も視野に入れて、工程内の調査も行ってみます。 また、いろいろ調査し、薄膜チップ抵抗が弱いことが分かり、厚膜チップ抵抗に変更することも検討しましたが、満足するチップ抵抗がありませんでした。（この辺が難しいところですね） 貴重な意見ありがとうございました。