CN109270349A - 厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法 - Google Patents

厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法 Download PDF

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Abstract

一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法，涉及电子元器件失效分析技术领域，该厚膜电阻保护层溶解液包括溶解剂和稀释剂。通过稀释后的DY711硅胶溶解剂对厚膜电阻进行浸泡溶解，能够有效去除厚膜电阻表面的二次保护层，并且不会对其内部的一次保护层和内部结构造成损伤，从而可以更好地对厚膜电阻的失效原因进行检测和分析。

Description

厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析 方法
技术领域
本发明涉及电子元器件失效分析技术领域，具体而言，涉及一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法。
背景技术
厚膜电阻主要是指采用厚膜工艺印刷的电阻，常用在功率电阻和精密电阻的制造中。厚膜电阻广泛的应用在电子产品中，常见的失效模式为开路(或阻值增大)和短路(或阻值降低)。对于开路(或阻值增大)模式，常见的缺陷为硫化，机械应力等原因导致；对于短路(或阻值降低)模式，多为污染、湿度等因素导致电迁移的问题。如何更加快速有效的找到导致厚膜电阻失效的原因，同时避免分析过程破坏失效形貌或引入新的缺陷，是厚膜电阻失效分析最大的难点。
在厚膜电阻的制备过程中，通常先在电阻的表面形成玻璃釉材质的一次保护层，再在一次保护层上形成树脂材质的二次保护层。在进行失效分析时，最重要的一点就是在不损伤内部结构的前提下，对厚膜电阻进行开封，去除厚膜电阻的二次保护层，将一次保护层暴露在显微镜下(电迁移形貌)，还可以观察到电阻膜、内电极上的缺陷。但现有的开封方法，通常采用机械研磨的方式，不仅操作上费时费力，还容易造成一次保护层和内部结构的损伤，引入新的缺陷，给失效分析造成很大的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法，以改善现有厚膜电阻开封方法对厚膜电阻内部结构造成损伤的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
一种厚膜电阻保护层溶解液，其包括：溶解剂和稀释剂，其中，溶解剂为DY711硅胶溶解剂，稀释剂为有机溶剂。
一种厚膜电阻的开封方法，其包括：
将厚膜电阻浸泡于上述厚膜电阻保护层溶解液中，优选地，厚膜电阻的浸泡时间为10～60min。
一种厚膜电阻的失效分析方法，其包括：
采用上述厚膜电阻的开封方法对厚膜电阻进行开封，再观察厚膜电阻的内部结构。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法，该厚膜电阻保护层溶解液包括溶解剂和稀释剂。通过稀释后的DY711硅胶溶解剂对厚膜电阻进行浸泡溶解，能够有效去除厚膜电阻表面的二次保护层，并且不会对其内部的一次保护层和内部结构造成损伤，从而可以更好地对厚膜电阻的失效原因进行检测和分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术中采用干法研磨去除二次保护层的效果图；
图2为本发明实施例15所提供的厚膜电阻的开封方法去除二次保护层的效果图；
图3为本发明实施例15所提供的厚膜电阻的开封方法去除二次保护层后发现的电迁移形貌。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液，其包括：溶解剂和稀释剂，其中，溶解剂为DY711硅胶溶解剂，稀释剂为有机溶剂。
厚膜电阻主要是指采用厚膜工艺印刷的电阻，常用在功率电阻和精密电阻的制造中。厚膜电阻广泛的应用在电子产品中，常见的失效模式为开路(或阻值增大)和短路(或阻值降低)。对于开路(或阻值增大)模式，常见的缺陷为硫化，机械应力等原因导致；对于短路(或阻值降低)模式，多为污染、湿度等因素导致电迁移的问题。如何更加快速有效的找到导致厚膜电阻失效的原因，同时避免分析过程破坏失效形貌或引入新的缺陷，是厚膜电阻失效分析最大的难点。
在厚膜电阻的制备过程中，通常先在电阻的表面形成玻璃釉材质的一次保护层，再在一次保护层上形成树脂材质的二次保护层。在进行失效分析时，最重要的一点就是在不损伤内部结构的前提下，对厚膜电阻进行开封，去除厚膜电阻的二次保护层，将一次保护层上的缺陷暴露在显微镜下(电迁移形貌)，还可以观察到电阻膜、内电极上的缺陷。现有技术中，通常采用砂纸进行干法研磨的方式来去除二次保护膜。即以800目或1500目的砂纸，边研磨边通过光学显微镜观察，直到研磨到需要观察的点，其去除效果如图1所示，该方法存在着研磨不均匀，难以控制的问题，稍有不慎就容易损伤一次保护层和厚膜电阻的内部结构。
针对上述问题，本发明实施例通过稀释后的DY711硅胶溶解剂对二次保护层进行溶解，以达到无损开封的效果。在完全去除二次保护层的同时，不会引入新的缺陷问题，有利于更好的对厚膜电阻进行失效分析。
进一步地，在本发明一些实施例中，有机溶剂包括酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、乙酰乙酸乙酯、环己胺、乙醚、N，N-二甲基甲酰胺和醇中的至少一种，可选地，有机溶剂为无水乙醇或N，N-二甲基甲酰胺。对溶解剂进行适当的稀释，可以降低溶解剂对于二次保护层的溶解速率，让溶解过程更加的可控。避免溶解速率太快，对厚膜电阻内部结构造成损伤。
进一步地，溶解剂和稀释剂的体积比为10:1～1:1。在上述配方比范围内，该厚膜电阻保护层溶解液的溶解速率适中，溶解程度可控，利于获得较佳的溶解效果。
本发明实施例还提供了一种厚膜电阻的开封方法，其包括：
将厚膜电阻浸泡于上述厚膜电阻保护层溶解液中，优选地，厚膜电阻的浸泡时间为10～60min。
值得注意的是，在实际生产过程中，浸泡时间以使整个开封方法达到二次保护层完全去除为止，根据具体的情况，其浸泡时间也有可能超出60min，或是不足10min，可根据实际使用情况灵活处理。通常情况下，在厚膜电阻保护层溶解液中稀释剂占比较多和/或浸泡的温度较低时，所需的浸泡时间越长。反之，稀释剂占比较少和/或浸泡的温度较高时，所需的浸泡时间越短。
在本发明实施例中，对厚膜电阻的浸泡是在200～250℃的温度下进行的，直至使经上述开封方法处理的厚膜电阻表面的保护层完全去除。发明人发现，在上述温度范围内，对二次保护层的去除效果较好。当温度过低时，不能保证能够对二次保护层有效的溶解。而温度过高时，厚膜电阻保护层溶解液沸腾剧烈，挥发过快，不仅容易损伤厚膜电阻内部结构，还带来安全隐患。
进一步地，本发明实施例所提供的厚膜电阻的开封方法还包括：将浸泡后的厚膜电阻置于醇溶剂中，进行超声波清洗，优选地，进行超声波清洗的频率为20～100kHz，清洗时间为2～5min。超声波清洗一方面可以辅助已经溶解却还未完全剥离的二次保护层能够快速剥离，另一方面，可以更好地将残留的厚膜电阻保护层溶解液清除，利于后续检测。
可选地，为了进一步避免厚膜电阻保护层溶解液对一次保护层和厚膜电阻内部的损坏，对厚膜电阻的浸泡分多次进行，其中，每次浸泡时长为5～20min，每次浸泡后均经过超声波清洗，清洗过后吹干残留的无水乙醇，于光学显微镜下观察二次保护层去除形貌，若发现二次保护层未能完全去除，则进行下一次浸泡操作和超声波清洗，如此反复直至厚膜电阻表面的二次保护层完全去除。
此外，在厚膜电阻的浸泡过程中，每隔5～20min向厚膜电阻保护层溶解液中补加稀释剂，以补充浸泡过程中稀释剂挥发流失的量。由于浸泡的温度较高，厚膜电阻保护层溶解液，尤其是其中稀释剂的挥发较为明显。随着稀释剂的挥发，溶解剂的浓度越来越高，容易造成溶解速率加快，溶解过程不可控，进而导致一次保护层和内部结构的损伤，及时补充稀释剂则可以很好地解决上述问题。
同时，为了进一步减少厚膜电阻保护层溶解液的挥发，在浸泡过程中采用烧杯作为容器，并以表面皿覆盖烧杯的杯口处。值得注意的是，浸泡的容器也可以是除烧杯外的其它敞口容器，应尽量避免使用口径过小的容器，防止气体逸出受阻，容器内气压过高造成安全事故。表面皿也可以用玻璃板、金属板等其它硬质材料替代，避免采用气密性太强的软质材料，要使得容器内气压过高时，气体可以将容器口的覆盖材料顶起排气。
本发明实施例还提供了一种厚膜电阻的失效分析方法，其包括：
采用上述厚膜电阻的开封方法对厚膜电阻进行开封，再观察厚膜电阻的内部结构。其中，观察内部结构的形貌可以采用光学显微镜或采用高倍数放大镜等，优选采用光学显微镜。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液，其采用DY711硅胶溶解剂作为溶解剂，乙二醇作为稀释剂，其中，溶解剂和稀释剂的体积比为10:1。
实施例2
本实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液，其采用DY711硅胶溶解剂作为溶解剂，乙酰乙酸乙酯作为稀释剂，其中，溶解剂和稀释剂的体积比为5:1。
实施例3
本实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液，其采用DY711硅胶溶解剂作为溶解剂，无水乙醇作为稀释剂，其中，溶解剂和稀释剂的体积比为5:1。
实施例4
本实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液，其采用DY711硅胶溶解剂作为溶解剂，N，N-二甲基甲酰胺作为稀释剂，其中，溶解剂和稀释剂的体积比为5:1。
实施例5～11
实施例5～11分别提供了一种厚膜电阻的开封方法，其均采用由DY711硅胶溶解剂和无水乙醇组成的厚膜电阻保护层溶解液，于不同温度下进行浸泡。浸泡过程均在烧杯中进行，并且以表面皿覆盖烧杯口，视挥发损失情况适量添加稀释剂。浸泡直至二次保护层完全脱去后取出，置于无水乙醇中，在20kHz的超声波中清洗5min。同时，设置多个与实施例5～11在厚膜电阻保护层溶解液配比上和浸泡温度上不同的对比例1～7，对其结果进行比较。各实施例和对比例的具体参数和比较结果如表1所示。
表1.二次保护层去除效果比较
由实施例5～11与对比例1～7的对比可以看出，厚膜电阻的二次保护层的去除所需要的浸泡时间，随浸泡温度的增加，溶解剂浓度的增加而缩短。在温度为200～250℃，比例为10:1～1:1的范围内，能够保证在10～60min内溶解完成，对于二次保护层的去除过程可控性较强。由对比例3可以看出，在不使用稀释剂时，仅仅浸泡1min，就会对厚膜电阻的内部结构造成中度的损伤，不具备可操控性。同时，与实施例5与对比例6的对比可以看出，随着稀释剂挥发，溶解剂的浓度相对提高，要完成二次保护层的去除，在浸泡时间上相对地缩短，若按照原先的时长来处理的话，也会对内部结构造成一定程度的损伤。
实施例12～14
实施例12～14分别提供了一种厚膜电阻的开封方法，其均采用由DY711硅胶溶解剂和N，N-二甲基甲酰胺组成的厚膜电阻保护层溶解液，于不同温度下进行浸泡。浸泡过程均在烧杯中进行，并且以表面皿覆盖烧杯口，视挥发损失情况适量添加稀释剂。直至二次保护层完全脱去后取出，置于无水乙醇中，在100kHz的超声波中清洗2min。同时，设置多个与实施例12～14在厚膜电阻保护层溶解液配比上和浸泡温度上不同的对比例8～13，对其结果进行比较。各实施例和对比例的具体参数和比较结果如表2所示。
表2.二次保护层去除效果比较
由实施例12～14与对比例8～13的对比可以看出，以N，N-二甲基甲酰胺作为稀释剂时，与无水乙醇作为稀释剂时表现出来的规律一致。厚膜电阻的二次保护层的去除所需要的浸泡时间，同样是随浸泡温度的增加，溶解剂浓度的增加而缩短。相对于无水乙醇来说，N，N-二甲基甲酰胺的沸点较高，挥发同样带来一定的影响，但没有无水乙醇表现的那么明显。
实施例15
本实施例提供了一种厚膜电阻的开封方法，其采用由DY711硅胶溶解剂和无水乙醇组成的厚膜电阻保护层溶解液，溶解剂和稀释液体积比为10:1。
其具体步骤包括：
S1.于235℃下进行浸泡5min。浸泡过程在烧杯中进行，并且以表面皿覆盖烧杯口。
S2.浸泡完成后取出，置于无水乙醇中，在20kHz的超声波中清洗5min。
S3.于光学显微镜下观察二次保护层去除形貌。
S4.若二次保护层没有完全去除，则重复S1～S3步骤，直至二次保护层去除完全。
采用实施例所提供的厚膜电阻的开封方法去除二次保护层的效果如图2所示，开封后发现的电迁移形貌如图3所示。
本实施例提供一种厚膜电阻的开封方法为一种分多步浸泡的方式，这样的方式，可以进一步避免浸泡时间过长造成的厚膜电阻内部损伤。通常可用于测试某一特定参数组合下的浸泡终点，一旦浸泡时间确定后，再次在该参数组合下进行开封时，即可以参照实施例5～14所提供的一次性浸泡的方式进行作业。
综上所述，本发明实施例提供了一种厚膜电阻保护层溶解液以及厚膜电阻的开封方法和失效分析方法，该厚膜电阻保护层溶解液包括溶解剂和稀释剂。通过稀释后的DY711硅胶溶解剂对厚膜电阻进行浸泡溶解，能够有效去除厚膜电阻表面的二次保护层，并且不会对其内部的一次保护层和内部结构造成损伤，从而可以更好地对厚膜电阻的失效原因进行检测和分析。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种厚膜电阻保护层溶解液，其特征在于，包括：溶解剂和稀释剂，其中，所述溶解剂为DY711硅胶溶解剂，所述稀释剂为有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的厚膜电阻保护层溶解液，其特征在于，所述有机溶剂包括酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、乙酰乙酸乙酯、环己胺、乙醚、N，N-二甲基甲酰胺和醇中的至少一种，优选地，所述有机溶剂为无水乙醇或N，N-二甲基甲酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的厚膜电阻保护层溶解液，其特征在于，所述溶解剂和所述稀释剂的体积比为10:1～1:1。
4.一种厚膜电阻的开封方法，其特征在于，包括：
将所述厚膜电阻浸泡于权利要求1～3任一项所述的厚膜电阻保护层溶解液中，优选地，所述厚膜电阻的浸泡时间为10～60min。
5.根据权利要求4所述的厚膜电阻的开封方法，其特征在于，对所述厚膜电阻的浸泡是在200～250℃的温度下进行的。
6.根据权利要求5所述的厚膜电阻的开封方法，其特征在于，还包括：将浸泡后的所述厚膜电阻置于清洗溶剂中，进行超声波清洗，优选地，进行超声波清洗的频率为20～100kHz，清洗时间为2～5min；
优选地，所述清洗溶剂选自醇中的至少一种，优选为无水乙醇。
7.根据权利要求6所述的厚膜电阻的开封方法，其特征在于，对所述厚膜电阻的浸泡分多次进行，每次浸泡时长为5～20min，每次浸泡后均经过超声波清洗，直至所述厚膜电阻表面的二次保护层完全去除；
优选地，所述二次保护层的材质为环氧树脂。
8.根据权利要求5所述的厚膜电阻的开封方法，其特征在于，在所述厚膜电阻的浸泡过程中，每隔5～20min向所述厚膜电阻保护层溶解液中补加所述稀释剂，以补充浸泡过程中所述稀释剂挥发流失的量。
9.根据权利要求5所述的厚膜电阻的开封方法，其特征在于，在浸泡过程中采用烧杯作为容器，并以表面皿覆盖所述烧杯的杯口处以减少所述厚膜电阻保护层溶解液的挥发。
10.一种厚膜电阻的失效分析方法，其特征在于，包括：
采用权利要求4～9任一项所述的厚膜电阻的开封方法对所述厚膜电阻进行开封，再观察所述厚膜电阻的内部结构。
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