DC回路基板の変色について

LED素子保護用として、FR－４の基板にダイオード素子をブリッジで
搭載して組んでいます。
DC100Vを抵抗で落として、DC12V,IF20mAにて連続荷電していた
ところ、約半年で基板パターンの表面が赤茶色に変色しておりました。
また、ブリッジ回路で最初にDC荷電されるダイオード素子が表電極部で
断線しておりました。
赤茶色の変色はダイオード素子の陽極側につながる基板パターン面に
集中しており、陰極側は変色していませんでした。
これは一体どのような原因、メカニズムで発生しているのでしょうか。
つたない説明ですが、お解りの方がいらっしゃいましたらご教授を
お願いします。

なお、基板パターンの材質はCuでNiメッキ後、Auメッキしています。
ダイオード素子の電極材質はAlで、Agペーストでボンディングし、
基板パターンとはAuワイヤーで接続しています。
周囲環境は一般的な工場の事務所レベルです。（湾岸の近くではありますが）

No.1 ベストアンサー 回答者： kurokuboy 回答日時： 2006/02/08 13:34

まず変色の原因ですがこれは熱が原因かと思われます。

なら何故ダイオードの陽極側に集中しているかと言う問題ですが陰極側はパターンが大きく有りませんか？

仮に陽極より陰極側が大きければ放熱に有利な訳で長い間には差が出ると思われます。
ダイオード自体の陰極と陽極では発熱、温度差は無視できると思いますが如何でしょう。

結論を言いますとパターンの大きさに差が有りませんか？
つまり陰極側が大きくないですか？
又は箔の厚さ、付いている部品の違いなどで放熱の性能に差があるように見えませんか？

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
確認してみましたが、陽極側と陰極側でパターンの大きさは殆ど変わらない
状態です。また銅箔の厚さにも大きなバラツキはなさそうで、付いている
部品は陽極側と陰極側は同じでした。強いていえば100Vを落とす抵抗が
ありますが、これは陰極側につながっていました。

定格に関して記述が漏れておりましたので補足いたします。
ダイオードの定格は1個あたりIF100mA,VR100Vでした。また100Vを
落としている抵抗は3W,15Kオームを付けています。

おっしゃるとおり、熱の影響は無視できないとは思いますが、
IF20mA程度の荷電でも熱で変色するものなのでしょうか・・・
素人質問で申し訳ございません。

補足日時：2006/02/08 15:50

No.2 回答者： mii-japan 回答日時： 2006/02/08 17:43

変色の原因はほぼ100％熱（温度上昇）です

発熱に対して放熱が不足しているか、回路パターンが電流に対して細すぎるかのどちらかです

回路パターンを太くすれば、放熱も良くなりますから、fパターンを太くするのが良いと思います

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

確かにパターン自体は基板のサイズ上大きくできないので、熱の影響は
ある程度考えられますが、その場合陰極側も多少は変色しそうな気も
します。（素人考えですが）

パターン幅等の見直しを検討していますが、発熱以外の要因（何らかの
化学反応など）も気になります。が、詳しくない為検討がつきません・・・

補足日時：2006/02/10 08:43