厚膜发热体常见的失效机理

       厚膜发热体常见的失效方式主要有耐压击穿、厚膜电路烧断，电气连接触点烧毁等，而厚膜电路烧断是最主要，同时也是比例最大失效方式。通过向各厚膜厂家咨询和实验分析，厚膜发热体的实效机理大致总结如下。

      耐压击穿主要出现在厚膜元件的生产周期中，导致厚膜元件耐压击穿的主要原因有以下几点:

  (1)基板材料的影响，基板的金相组织、成分、表面粗糙度都对绝缘介质的绝缘效果有着重要的影响，其中金相结构和化学成分影响不锈钢的耐腐蚀能力，而不锈钢的成分决定其膨胀系数，如果浆料与基板的膨胀系数不一致，在高温烧结过程中，可能导致介质浆料出现裂纹，甚至分层现象。表面粗糙度也会直接影响介质附着效果，选择合适的粗糙度可以提高附着效果，同时基板表面的清洁度也会影响到绝缘性能。所以对于基板材料一定要严格控制，化学成分、表面粗糙度、表面清洁度等需要确保一致性。

  (2)烧结工艺与烧结设备的影响。每种浆料都有特定的烧结曲线，烧结温度和时间通常由浆料的性质决定。一方面要求烧结设备精度高，另一方面要求烧结工艺必须满足烧结曲线，否将会出现空洞等现象，影响绝缘性能。

  (3)生产环境的影响。环境温度、湿度、空气干燥度都将影响产品的绝缘性能，生产过程必须产格控制环境因素。

  (4)在产品的使用过程中由于液体泄漏或潮气附在发热体表面导致爬电距离不够也会导致击穿现象。

厚膜电路烧毁主要发生在产品的使用阶段，导致这种现象的原因主要有以下几点：

 (5)发热电阻厚不均匀。丝印和烧结工艺都将影响厚膜电阻的厚度均匀性，当出现厚膜不均时，薄弱环节电阻大，发热也大，容易形成热点，最终烧断。

(6)发热体表而温度场分布不均匀。通常厚膜发热体表面的走线方式，产品的结构对温度场的分布影响较大当温度场分布不均匀时容易导致各部分基板以及发热丝膨胀系数不同而伤电路。在设计厚膜发热体时温度场的均匀性是最重要的指标之一。

（7)温度控制器保护不及时。当器具处于干烧或其它导致温度异常升高的情况时，发热体将以100℃每秒甚至及时保护，最终将导致发热电阻的损坏。所以保护器的选择对于厚膜发热体的寿命至关重要。

(8)功率密度或电流密度大。通常厚膜发热体的功率或电流密度都要留有足够的余量，余量不足，在时间累计或其它异常情况下导致厚膜电阻失效。

(9)基板变形。如果基板材料或结构设计不合理，或由干其它结构原因导致基板变形，对于附着其上的发热电阻也将发生相变而损坏。

      由于厚膜发热体工作电流大，电气接触点也是发热体的一个薄弱部件。在发热体工作环境的冷热交替，潮湿环境等因素的影响下，容易导致触点氧化发热烧毁，通常在设计时厚膜导体材料的厚度和面积要留有余量，触点厚度与银含量需满足实际使用要求，而且触点与厚膜导体通过弹性连接的方式结合弹片材料一般选用铍青铜为好，因为铍青铜有良好的弹性和电气性能。