温度冲击条件下贴片电阻的选用指南

　　1、常用温度冲击试验方法

　　由于装备、汽车的应用环境温度要求相对较高，研发工程师在设计时需考虑高低温冲击对元器件造成的影响，质量员常通过温度冲击试验检查元器件质量是否符合应用要求。

　　不同领域采用不同的试验方法：在国内军用领域，贴片电阻常执行国家军用标准、国家标准，如GJB 1432B-2009，一般按照GJB 360B-2009的方法107开展温度冲击试验;在国外军用领域，贴片电阻常执行美军标，如MIL-PRF-32159，应用MIL-STD-202的方法107;在汽车电子领域，贴片电阻主要执行AEC-Q200。

　　标准类型标准试验条件：

　　国家军用标准：GJB 1432B-2009按照GJB 360B-2009的方法107，条件F，进行试验：低温设定在-65℃，高温设定在150℃，极限温度下试验时间不小于15分钟，温度切换时间间隔小于5分钟，一共要做180次循环，高低温冲击完成后测试阻值并与测试前的初始阻值对比，观察阻值的变化量。

　　美国军用标准：MIL-PRF-32159按照MIL-STD-202的方法107，条件F，进行试验：低温设定在-65℃，高温设定在150℃，极限温度下试验时间不小于15分钟，温度切换时间间隔小于5分钟，一共要做180次循环。

　　汽车行业标准：AEC-Q200低温设定在-55℃，高温设定在125℃，在每个温度下保持30分钟，温度切换时间间隔要小于1分钟，一共要做1000次的循环。

　　2、温度冲击对贴片电阻的影响

　　当设备在温度冲击试验或实际工程应用中，工作在温度剧烈变化的环境下，系统控制板上的贴片电阻，阻值变化率可能不大，但因不同部件的热膨胀系数的差异，出现焊锡开裂现象。

　　典型的FR4层压板的CTE(热膨胀系数)约13～18ppm/℃，铜箔CTE约 5～20ppm/℃，陶瓷基板CTE约6～8ppm/℃。但温度剧烈变化时，FR4底板的伸缩远大于陶瓷基板的伸缩量，多次反复伸缩易造成焊锡材料疲劳，导致开裂现象，见下图。

　　引起贴片电阻焊锡裂纹的主要原因包括：

　　1)贴片电阻的陶瓷基板边缘的转角约90度，使焊接处局部的应力增加;

　　2)陶瓷基板的热膨胀系数较低，焊锡热膨胀系数较高，贴片电阻电极层厚度很薄，无法起到缓冲作用;

　　3)焊锡层厚度比较薄，基本上没有吸收温度冲击对材料造成的应力;

　　4)电阻两个电极间的距离比较长，温度冲击对电阻造成的伸缩幅度比较大。

　　3、贴片电阻的选用

　　在温度冲击试验要求较高的情况下，建议考虑以下措施：

　　1)尽量选用封装1206及以下电阻，或长边电极电阻，以缩短电极间的距离，减少高低温冲击对体积变化的影响;

　　2)若必须选用大功率贴片电阻器，选用封装大于1206以上的，可以考虑使用倒装贴片电阻，有利于焊锡层有效吸收高低温冲击造成的应力;

　　3)对于大功率电阻的选用， 也可以考虑圆柱型MELF电阻，圆弧型的转角有效避免了局部应力的增加，焊接结构上有体量较多的焊锡支撑，可有效的吸收温度冲击带来的应力。

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