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密封微电子器件氦检漏和氟油粗的试验程序、操作及细节

来源:
安徽瑞志信息技术有限公司
日期:
2021年9月13日
任何一个封装结构非常完善的气密封器件,它的密封性都不可能是的,也就是说当处在某一压力条件下时,都会出现一定的泄漏现象,因此泄漏是一个相对概念。而泄漏通常又表现为渗透型和通道型两种形式。检漏的目的就是要剔除存在通道型泄漏的产品,通常以漏气速率大小来衡量密封性能的好坏,漏气速率越小则表明其密封性能越好。军品气密封装微电子器件的气密性质量,行业内通常按照GJB548B-2005方法1014.2的示踪气体氦(He)细检漏和氟碳化合物(轻、重氟油)粗检漏来进行检测。
结合多年的实际工作经验,从标准中的试验程序、标准细节、试验操作等多方面进行简要剖析,有助于快速理解并掌握这个试验项目。?
1、明确测量漏率(R)与等效标准漏率(L)的关系:
a) 施加的氦气压力为压力,而非相对压力;
b) 在规定的条件下,采用规定的试验媒介测得的给定封装的漏率。如对被测样品采用充氦加压检漏测得的漏率R,那么与其他方法测的漏率进行比较,测量漏率必须换成等效标准漏率;
2、试验前检查设备仪器是否满足要求:
a)对于示踪气体氦(He)细检漏的检测仪,其灵敏度必须可以读出小于等于10-4Pa·cm3/s的氦漏率。氦质谱检漏仪的检测罐体积应根据实际情况尽量小,小体积的检测罐有利于提高检测灵敏度的极限值,并且每次试验前必须使用外置扩散型标准漏孔校准或进行设备的内部校准。
b) 对于加压罐,能让被测器件承受516kPa的压力作用达10h。氟碳化合物(轻氟油、重氟油)应满足标准的指标要求,观察时用1.5 ~30倍放大镜。
3、理解标准注意事项及掌握试验操作细节
3.1细检漏试验
a)GJB548B-2005方法1014.2中的示踪气体氦细检漏,分为A1、A2和A4。应根据被测器件类型(成品或未密封的外壳)及产品的详细规范进行选择试验条件。
b)A1试验条件是固定方法,从表中根据封装内腔体积的大小来选择加压条件和拒收判据,但要注意从加压罐中取出的样品应在1h内完成试验。
c)A2试验条件是灵活方法,通过被测样品的封装内腔体积与等效标准漏率拒收判据来计算接收测量漏率判据,加压压强(PE)、加压时间(t1)、长停留时间(t2)需要结合氦质谱检漏仪的检测能力来进行选择,同时要求后一个器件也应能在规定的停留时间(t2)内完成。
d)A1和A2试验条件中对于如何缓解从加压罐中取出吸附在被测器件表面的氦气,可以参考MIL-STD-883K版1014.15中缓解氦气吸附方法(保持空气流通、干燥气体喷吹及热烘培)进行。
e)A1和A2的测量漏率在记录中应准确记录每只样品的测试时间,因为1min测试与59min测试的结果完全不同,可能会相差一个数量级。同时还应记录测试时的温度,因为温度与漏率密切相关。
f)A44试验条件是负压喷氦法,首先注意抽真空的平面是封装内腔,而不是随意一个可以密封住的平面,另外还要避免真空密封硅脂堵塞疑似漏孔。
3.2粗检漏试验
a)粗检漏加压条件与细检漏加压条件没有对应关系,比如说细检漏加压310kPa,粗检漏不一定也要选择加压310kPa,可以施加517kPa,加压时间就可以从8h减少到2h。
b)将待测样品放置于真空加压罐中,需把压力降到小于或等于0.7kPa,至少保持30min(内腔体积大于或等于0.1cc的器件,可以省略)。被测器件从浸渍低沸点氟油的加压罐中取出后,仍需继续浸在检测液中20s以上,器件移出浸泡后应至少干燥2min左右,然后放入125℃的高沸点液体中,器件顶部在氟油液面以下至少5cm。
c)对于大于5g的封装,应使用该系列封装的已知漏气的器件,测量气泡出现的时间,来评估封装热质量效应。如果评估时间超过了观察所需的30s,应延长观察时间以考虑封装热效应的影响。
d)同时重氟油在进行多次试验后会有残留粒子,需经常过滤或定期更换。

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