一种检测块状金属箔或薄膜电阻中图案缺陷的新筛选方法

大块金属箔和薄膜电阻器有时在蚀刻的电阻器图案中包含局部缺陷。由于动力操作期间的热机械疲劳,此类缺陷易于破裂,但是,常见的筛选方法并不总是有效地去除具有此类缺陷的设备。已经开发出一种改进的方法来筛选局部电阻器图案缺陷。该方法涉及在低占空比下施加短暂的高功率电脉冲,同时使用高分辨率,高速红外摄像机检查电阻器。

大块金属箔和薄膜电阻(薄膜电阻型号)器有时在蚀刻的电阻器图案中包含局部缺陷。这种类型的常见缺陷包括称为缩口的线内缩颈,相邻图案线之间未移除的电阻器材料桥以及电阻器材料中嵌入的非导电颗粒。此类缺陷在动力运行(尤其是动力循环)过程中由于热机械疲劳而易于破裂,从而导致正电阻变化和开路故障模式。常用的光学显微镜筛选方法,短时过载功率测试(例如5秒钟的6.25倍额定功率)和老化(例如100小时的1.5倍额定功率)是有用的,但它们并不总是有效地移除设备有这样的缺陷。

已经开发出一种改进的方法来筛选局部电阻器图案缺陷,即一种检测块状金属箔或薄膜电阻中图案缺陷的新筛选方法。该方法涉及在低占空比下施加短暂的高功率电脉冲,同时使用高分辨率,高速红外摄像机检查电阻器。发现以下测试条件适用于此目的:6.25倍额定功率,1至5个脉冲,50 ms脉冲宽度和10%占空比。在电源脉冲期间,通过红外热像仪可将电阻器图形中的局部收缩识别为热点。可以基于对热点的观察来建立拒绝标准。

一种检测块状金属箔或薄膜电阻中图案缺陷的新筛选方法

一种新型脉冲式红外巡检技术的说明

在NASA电子零件和包装(NEPP)计划的支持下,作者开发了一种用于箔电阻和薄膜电阻器的新型屏蔽技术,旨在增强传统的测试方法。这项新技术*初在我们以前的出版物中进行了介绍[12]。该技术的主要目的是识别并从批次中去除在电阻器图案的有效区域内具有明显局部收缩缺陷(凹口和/或桥)的任何电阻器。

该技术基于以下原理:与具有预期横截面面积的电阻器图形段相比,在电动操作期间明显的收缩将表现出明显更大的焦耳热。焦耳热的增加导致在电阻器图案中形成局部热点,如果红外探测器具有足够的分辨率,则可以通过红外热成像法对其进行检测。

在施加短暂的电源脉冲的同时,对几个表面贴装的箔电阻器和一些表面贴装的薄膜电阻器进行了红外检查。下图提供了在此开发阶段获得的各种脉冲功率红外图像的一些示例。红外摄像头的软件允许选择各种调色板以代表视野内的不同温度。对于这些图像,选择了绿色调色板,其中较暗的颜色较冷,较亮的颜色较热。注意:由于与其他材料相比,标记油墨的发射率不同,零件标记在其所在位置会给人以较高温度的错误印象。

结论

偶尔会生产出在蚀刻的电阻器图案的有效区域内具有局部收缩缺陷(例如,缺口和桥)的块状金属箔和薄膜电阻器。由于形成了局部热点(尤其是在电源循环过程中,会导致热机械引起的疲劳断裂),有时会观察到这类缺陷在使用中(以及在寿命测试期间)破裂。

失效的严重程度取决于缩颈的类型(缺口与桥形)和图案中的位置,但失效模式始终是正电阻变化,直到并包括开路失效。由于收缩缺陷破裂而引起的电阻变化可以是长期的或间歇的。如果破裂的收缩缺损经历的位移足以引起或破坏断端之间的接触,则可能会发生间歇性电阻变化。这种电阻器的过去经验包括间歇性故障,这种间歇性故障在特定的环境温度下会突然,反复和可逆地改变电阻。

传统的电阻器检查技术(例如预封装外观检查,短时过载(STOL),功率调节和通过DPA进行的批量样品工艺检查)可以识别出许多有收缩缺陷的电阻器,但它们并不能去除所有可能会破裂的电阻器。服务。为了增强这些传统检查,已经开发了一种新的筛选检查技术,该技术使用FLIR SC8300高速,高分辨率红外摄像头和4倍镜头,同时对以下电阻施加1个或多个短暂的电源脉冲(例如,50ms @ 6.25x额定功率)。测试。在此红外检查期间,电阻器图案中具有明显局部收缩缺陷的电阻器会出现热点。小于5μm的特征尺寸可通过此技术轻松检测到。

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