贴片电阻（SMD Resistor）在电子电路中应用极为广泛，但由于环境、工艺、使用方式等多种因素，其可能出现开路、阻值漂移、裂纹和硫化等各种失效模式。每一种失效都对应特定的物理原因和可控的预防措施。

以下从工程角度逐一拆解。

一、开路（Open Circuit）

1. 典型特征

• 阻值趋于无限大

• 高阻测试无法读数

• 外观可能有黑化、裂纹或端头脱落

2. 主要原因

（1）过载导致烧毁

• 长期工作在额定功率边缘

• 大电流 / 浪涌瞬间通过

• 电阻膜直接烧断

厚膜电阻更容易发生过载烧毁。

（2）焊接不良导致端电极脱落

• 温度曲线不均

• 焊点虚焊、冷焊

• 回流焊时 PCB 板弯曲导致翘起

（3）机械应力开裂

• PCB 受弯折、插拔力

• 电阻靠近板边、螺丝孔导致应力集中

3. 预防措施

• 按降额设计（建议 ≤ 50–60% 额定功率）

• 浪涌环境使用 厚膜高功率电阻或防脉冲电阻

• 焊接时使用正确回流曲线

• 避免靠近板边、散热器、连接器放置

• 对机械易弯的板加加强筋

二、阻值漂移（Resistance Drift）

1. 典型特征

• 阻值慢慢变大或变小

• 多与环境温度、湿度有关

• 薄膜漂移较小、厚膜偏大

2. 漂移原因

（1）温度应力导致材料变化

• 厚膜电阻的 RuO₂ 颗粒结构随温度变化

• 高频、功率冲击导致长期热老化

• TCR 较高产品容易漂移

（2）潮湿吸水（玻璃釉层）

• 湿度渗入保护层改变导电通路

• 尤其是低端厚膜贴片电阻

（3）焊接热冲击

• Reflow 或维修焊接温度过高

• 导致电阻膜微裂 → 阻值上升

3. 预防措施

• 精密电路使用 薄膜电阻（TaN / NiCr）

• 选择低 TCR（≤±25 ppm/℃）

• 高湿环境使用防潮型电阻

• 焊接时控制预热 & 升温速率

• 必要可胶水点固定（减少热应力）

三、裂纹（Crack）

1. 外观表现

• 细微裂纹多出现在中间或端头

• X-Ray / AOI 可检测

• 多伴随阻值漂移或开路

2. 裂纹原因

（1）PCB 弯折产生弯曲应力

• 贴片电阻是脆性陶瓷基体

• PCB 插拔、组装或运输中受弯曲

• 中间易断裂（尤其 0805/1206）

（2）热冲击

• 回流焊升温过快

• 与 PCB 热膨胀系数不匹配

• 手工焊接停留时间过长

（3）落地/磕碰损伤

• SMT 工厂中设备 mis-pick

• 人为碰撞导致微裂

3. 预防措施

• PCB 设计让电阻与应力方向垂直

• 元件不要放在槽口、开孔、板边

• 回流曲线平滑（升温 1–3 ℃/s）

• 人工焊接控制时间与温度

• 板材选择更低 CTE 材料（如 FR-4 TG170+）

四、硫化（Sulfurization）

硫化是贴片电阻特别常见且危险的失效模式，尤其是厚膜电阻。

1. 特征

• 阻值快速飙升，最终开路

• 端电极由银变黑

• 多在汽车、工业、电站、橡胶厂中出现

2. 原因

硫化本质是银（Ag）与硫（S）反应：

$$\text{Ag} + \text{S} \rightarrow \text{Ag}_2\text{S}$$

端电极中的 Ag 部分被腐蚀 → 端头断裂 → 开路。

常见硫源：

• 工厂橡胶设备

• 石油化工

• 高硫空气、废气

• 火山地区

• 汽车尾气

3. 哪些电阻最容易硫化？

• 厚膜电阻（Ag-Pd 内层）

• 低端电阻

• Ni 层薄的产品（保护不足）

4. 预防措施

• 使用 抗硫化贴片电阻（Anti-Sulfur）

• 特征：Ni 层更厚（>3 μm）

• 内部不含裸露 Ag

• 避免将电阻暴露在高硫环境

• 使用密封外壳（汽车 ECU 常用）

• PCB 防护涂覆（三防漆）

五、各种失效模式对比

六、工程师实用设计建议（重点）

✔ 1. 精密电路 → 用薄膜电阻

ADC、仪器、运放前端必须薄膜。

✔ 2. 工业/汽车环境 → 用抗硫化电阻

如 Yageo AC 系列、Panasonic ERJ-S 系列。

✔ 3. 高浪涌电路 → 用厚膜大功率电阻

如电源、马达驱动、电池保护。

✔ 4. 布板避免“裂纹点”

• 贴片电阻不要放在 PCB 弯折区

• 避免在连接器、插槽附近