熱循環(huán)條件下金屬膜電阻器的性能退化表征.pdf

1、本文利用空間環(huán)境地面模擬設(shè)備，研究了熱循環(huán)對(duì)金屬膜電阻器的影響規(guī)律。利用掃描電鏡觀察了電阻器結(jié)構(gòu)和失效形式，并用能譜儀對(duì)金屬膜層、封裝層等進(jìn)行了成分分析。建立了金屬膜電阻器橫截面二維有限元模型，分析了電阻器各結(jié)構(gòu)層熱應(yīng)力分布規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，在熱循環(huán)冷卻階段，隨著溫度的下降，金屬膜電阻器阻值變化率正向增大；在加熱階段，隨著溫度的升高，其阻值變化率負(fù)向增大。熱循環(huán)過(guò)程中，電阻值變化率與溫度呈拋物線(xiàn)變化關(guān)系。循環(huán)次數(shù)(循環(huán)時(shí)間)對(duì)阻值變化

2、率的影響分為兩個(gè)階段，當(dāng)循環(huán)次數(shù)小于某一閾值時(shí)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，其阻值變化率緩慢增長(zhǎng)；當(dāng)循環(huán)次數(shù)大于這一閾值后，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，其阻值變化率快速增長(zhǎng)，表現(xiàn)為短期失效。在熱循環(huán)過(guò)程中陶瓷基體、封裝層中一些元素遷移到金屬膜層，引起阻值正向漂移。在熱循環(huán)過(guò)程中，電阻體內(nèi)部各層之間的熱錯(cuò)配應(yīng)力對(duì)其結(jié)構(gòu)造成損傷，表現(xiàn)為在封裝層內(nèi)部出現(xiàn)微孔洞。當(dāng)這種損傷累積到一定程度，就可能產(chǎn)生其層間開(kāi)裂，導(dǎo)致電阻體失效。在熱循環(huán)的上下限溫度，靠近金屬膜和