一種檢測塊狀金屬箔或薄膜電阻中圖案缺陷的新篩選方法

大塊金屬箔和薄膜電阻器有時在蝕刻的電阻器圖案中包含局部缺陷。由于動力操作期間的熱機械疲勞，此類缺陷易于破裂，但是，常見的篩選方法并不總是有效地去除具有此類缺陷的設備。已經(jīng)開發(fā)出一種改進的方法來篩選局部電阻器圖案缺陷。該方法涉及在低占空比下施加短暫的高功率電脈沖，同時使用高分辨率，高速紅外攝像機檢查電阻器。

大塊金屬箔和薄膜電阻（薄膜電阻型號）器有時在蝕刻的電阻器圖案中包含局部缺陷。這種類型的常見缺陷包括稱為縮口的線內縮頸，相鄰圖案線之間未移除的電阻器材料橋以及電阻器材料中嵌入的非導電顆粒。此類缺陷在動力運行（尤其是動力循環(huán)）過程中由于熱機械疲勞而易于破裂，從而導致正電阻變化和開路故障模式。常用的光學顯微鏡篩選方法，短時過載功率測試（例如5秒鐘的6.25倍額定功率）和老化（例如100小時的1.5倍額定功率）是有用的，但它們并不總是有效地移除設備有這樣的缺陷。

已經(jīng)開發(fā)出一種改進的方法來篩選局部電阻器圖案缺陷，即一種檢測塊狀金屬箔或薄膜電阻中圖案缺陷的新篩選方法。該方法涉及在低占空比下施加短暫的高功率電脈沖，同時使用高分辨率，高速紅外攝像機檢查電阻器。發(fā)現(xiàn)以下測試條件適用于此目的：6.25倍額定功率，1至5個脈沖，50 ms脈沖寬度和10％占空比。在電源脈沖期間，通過紅外熱像儀可將電阻器圖形中的局部收縮識別為熱點。可以基于對熱點的觀察來建立拒絕標準。

一種新型脈沖式紅外巡檢技術的說明

在NASA電子零件和包裝（NEPP）計劃的支持下，作者開發(fā)了一種用于箔電阻和薄膜電阻器的新型屏蔽技術，旨在增強傳統(tǒng)的測試方法。這項新技術*初在我們以前的出版物中進行了介紹[12]。該技術的主要目的是識別并從批次中去除在電阻器圖案的有效區(qū)域內具有明顯局部收縮缺陷（凹口和/或橋）的任何電阻器。

該技術基于以下原理：與具有預期橫截面面積的電阻器圖形段相比，在電動操作期間明顯的收縮將表現(xiàn)出明顯更大的焦耳熱。焦耳熱的增加導致在電阻器圖案中形成局部熱點，如果紅外探測器具有足夠的分辨率，則可以通過紅外熱成像法對其進行檢測。

在施加短暫的電源脈沖的同時，對幾個表面貼裝的箔電阻器和一些表面貼裝的薄膜電阻器進行了紅外檢查。下圖提供了在此開發(fā)階段獲得的各種脈沖功率紅外圖像的一些示例。紅外攝像頭的軟件允許選擇各種調色板以代表視野內的不同溫度。對于這些圖像，選擇了綠色調色板，其中較暗的顏色較冷，較亮的顏色較熱。注意：由于與其他材料相比，標記油墨的發(fā)射率不同，零件標記在其所在位置會給人以較高溫度的錯誤印象。

結論

偶爾會生產(chǎn)出在蝕刻的電阻器圖案的有效區(qū)域內具有局部收縮缺陷（例如，缺口和橋）的塊狀金屬箔和薄膜電阻器。由于形成了局部熱點（尤其是在電源循環(huán)過程中，會導致熱機械引起的疲勞斷裂），有時會觀察到這類缺陷在使用中（以及在壽命測試期間）破裂。

失效的嚴重程度取決于縮頸的類型（缺口與橋形）和圖案中的位置，但失效模式始終是正電阻變化，直到并包括開路失效。由于收縮缺陷破裂而引起的電阻變化可以是長期的或間歇的。如果破裂的收縮缺損經(jīng)歷的位移足以引起或破壞斷端之間的接觸，則可能會發(fā)生間歇性電阻變化。這種電阻器的過去經(jīng)驗包括間歇性故障，這種間歇性故障在特定的環(huán)境溫度下會突然，反復和可逆地改變電阻。

傳統(tǒng)的電阻器檢查技術（例如預封裝外觀檢查，短時過載（STOL），功率調節(jié)和通過DPA進行的批量樣品工藝檢查）可以識別出許多有收縮缺陷的電阻器，但它們并不能去除所有可能會破裂的電阻器。服務。為了增強這些傳統(tǒng)檢查，已經(jīng)開發(fā)了一種新的篩選檢查技術，該技術使用FLIR SC8300高速，高分辨率紅外攝像頭和4倍鏡頭，同時對以下電阻施加1個或多個短暫的電源脈沖（例如，50ms @ 6.25x額定功率）。測試。在此紅外檢查期間，電阻器圖案中具有明顯局部收縮缺陷的電阻器會出現(xiàn)熱點。小于5μm的特征尺寸可通過此技術輕松檢測到。