JEDEC JESD22-A109 測(cè)試方法 密封性

JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A測(cè)試方法a109密封性(摘自JEDEC董事會(huì)投票，JCB-01-01，在JC-14.1封裝器件可靠性測(cè)試方法小組委員會(huì)的認(rèn)可下制定。)1范圍本試驗(yàn)的目的是確定密封固態(tài)器件的密封效果。密封試驗(yàn)被認(rèn)為是非破壞性的。它們旨在用于100%篩選，批量驗(yàn)收，產(chǎn)品監(jiān)控或適用的合格測(cè)試。密封試驗(yàn)也可作為其他環(huán)境耐久性試驗(yàn)的終點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)和定義測(cè)量泄漏率:測(cè)量泄漏率的定義是在規(guī)定條件下使用規(guī)定的測(cè)試介質(zhì)測(cè)量給定包裝的泄漏率。測(cè)量泄漏率應(yīng)以大氣立方厘米每秒(atm-cc/s)為單位表示。3設(shè)備3.1試驗(yàn)條件A-氦細(xì)泄漏試驗(yàn)所需的設(shè)備應(yīng)包括適當(dāng)?shù)膲毫κ液驼婵帐乙约百|(zhì)譜儀式檢漏儀，該檢漏儀預(yù)先預(yù)置并經(jīng)過適當(dāng)校準(zhǔn)，以使氦氣泄漏率靈敏度能夠讀取10-9atm-cc/sHe及以上的測(cè)量氦氣泄漏率。用于泄漏測(cè)量的室的體積應(yīng)保持在最小的實(shí)際，因?yàn)樵撌业捏w積對(duì)靈敏度限值有不利影響。檢漏指示器應(yīng)在每班工作期間使用擴(kuò)散型校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)泄漏至少校準(zhǔn)一次。試驗(yàn)方法A109-a(對(duì)試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第2頁(yè)3儀器(附)3.2試驗(yàn)條件B-放射性同位素細(xì)泄漏試驗(yàn)用于該試驗(yàn)的設(shè)備應(yīng)包括:1)放射性示蹤氣體激活控制臺(tái)。由閃爍晶體、光電倍增管、前置放大器、速率計(jì)和氪-85標(biāo)準(zhǔn)品組成的計(jì)數(shù)設(shè)備。計(jì)數(shù)站應(yīng)具有足夠的靈敏度，以確定設(shè)備內(nèi)存在的任何氪-85示蹤氣體的輻射水平。計(jì)數(shù)站應(yīng)具有與氪-85泄漏率10-9atm-cc/s相對(duì)應(yīng)的最低靈敏度，并應(yīng)使用氪-85參考標(biāo)準(zhǔn)并按照設(shè)備制造商的說明，至少在每個(gè)工作班校準(zhǔn)一次。3)由氪-85和干氮混合而成的示蹤氣體。氪-85在干氮中的濃度不得低于每大氣立方厘米100微居里。該值應(yīng)至少每月測(cè)定一次。3.3試驗(yàn)條件C-全氟碳?xì)馀菘傂孤┯糜谠撛囼?yàn)的設(shè)備應(yīng)包括:1)真空/壓力室，用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行高達(dá)75psig的疏散和隨后的壓力轟炸，持續(xù)10小時(shí)。2)一個(gè)合適的觀察容器，其規(guī)定將指示液保持在125oC的溫度，并具有能夠從流體中去除尺寸大于1微米的顆粒的過濾系統(tǒng)。3)放大率在3倍至30倍之間的放大鏡，用于觀察浸入指示液時(shí)從設(shè)備發(fā)出的氣泡。4)全氟化碳檢測(cè)液的來(lái)源，以及全氟化碳指示液。5)能夠在空氣中產(chǎn)生至少15000英尺蠟燭的光源，其距離等于浴池中最遠(yuǎn)的設(shè)備與光源的距離。光源不需要校準(zhǔn)，但應(yīng)驗(yàn)證觀察點(diǎn)(即在觀察氣泡時(shí)被測(cè)設(shè)備所在的位置)的光照水平。6)合適的校準(zhǔn)儀器，以表明測(cè)試溫度、壓力和時(shí)間符合規(guī)定。7)在指示液中固定裝置的合適夾具。測(cè)試方法A109-a(測(cè)試方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第3頁(yè)3器械(附)3.4試驗(yàn)條件D-全氟碳蒸汽檢測(cè)總泄漏試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)包括:1)真空/壓力室，用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行高達(dá)75psig的疏散和隨后的壓力轟炸，最長(zhǎng)可達(dá)12.5小時(shí)。2)全氟碳檢測(cè)液的來(lái)源。3)合適的校準(zhǔn)儀器，以表明測(cè)試溫度，壓力和時(shí)間是指定的。4)全氟碳蒸氣檢測(cè)系統(tǒng)，能夠檢測(cè)相當(dāng)于0.28mg全氟碳的蒸氣量。5)蒸汽探測(cè)器的校準(zhǔn)源。根據(jù)制造商的說明，每個(gè)工作班至少校準(zhǔn)一次蒸汽檢測(cè)器。4程序細(xì)泄漏試驗(yàn)和粗泄漏試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)定試驗(yàn)條件的要求和程序進(jìn)行。試驗(yàn)順序?yàn)榧?xì)泄漏，其次為粗泄漏。如果指定的炸彈壓力超過設(shè)備封裝能力，則可以使用替代壓力，暴露時(shí)間和停留時(shí)間條件，前提是它們滿足所適用的泄漏率，壓力，時(shí)間關(guān)系，并且在任何情況下都施加不低于30psia的炸彈壓力。4.1試驗(yàn)條件A-氦氣細(xì)泄漏4.1.1試驗(yàn)條件A1、A2試驗(yàn)條件A1是一種“固定”方法，按表1規(guī)定條件，將確保檢測(cè)所需測(cè)量泄漏率(R1)所需的試驗(yàn)靈敏度，試驗(yàn)條件A2是一種“靈活”方法，允許根據(jù)4.1.1.3公式的試驗(yàn)條件方差，在預(yù)定泄漏率(R1)下檢測(cè)指定的等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率(L)。4.1.1.1試驗(yàn)條件A1和A2-適用于“固定”和“靈活”方法的程序完成的裝置應(yīng)放置在密封的腔室中，然后用100+0/-5%氦氣的示蹤氣體按規(guī)定的時(shí)間和壓力對(duì)其加壓。然后釋放壓力，將每個(gè)樣品轉(zhuǎn)移到另一個(gè)與疏散系統(tǒng)和質(zhì)譜型檢漏儀相連的室中。當(dāng)真空室被抽離時(shí)，任何先前強(qiáng)行進(jìn)入樣品的示蹤氣體都將被抽出，并由檢漏儀顯示為測(cè)量的泄漏率(R1)。(從加壓中移出進(jìn)行泄漏測(cè)試的設(shè)備數(shù)量應(yīng)限制在最后一個(gè)設(shè)備的測(cè)試可以在測(cè)試條件A1的60分鐘內(nèi)完成，或在測(cè)試條件A2的選定停留時(shí)間2值t內(nèi)完成)。試驗(yàn)方法A109-a(對(duì)試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第4頁(yè)4.1.1試驗(yàn)條件A1,A2(附)4.1.1.2試驗(yàn)條件A1-固定方法設(shè)備應(yīng)使用表1中對(duì)被測(cè)封裝的內(nèi)部腔體積規(guī)定的適當(dāng)條件進(jìn)行測(cè)試。該時(shí)間為1承受壓力的時(shí)間，該時(shí)間為2釋放壓力后允許的最大時(shí)間，然后應(yīng)讀取該設(shè)備。如果采購(gòu)文件中給出的最大等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率限值小于本文規(guī)定的靈活方法的限值，則不應(yīng)使用固定方法。表1-試驗(yàn)條件A1的固定條件的體積炸彈條件R1包(cc)拒絕限制壓力曝光時(shí)間(h)最大停留時(shí)(psia)間(h)(atm-cc/sHe)<0.0575215×100.05至<0.5754+0.2/-015×100.5至<1.0452+0.2/-011×101.0到<10.0455+0.5/-015×1010.0至<20.04510+1.0/-015×104.1.1.3試驗(yàn)條件A2-靈活的方法應(yīng)選擇彈壓暴露時(shí)間和停留時(shí)間的值，使被測(cè)設(shè)備(如果有缺陷)獲得的實(shí)際測(cè)量示蹤氣體泄漏率(R1)讀數(shù)大于質(zhì)譜儀的最小檢測(cè)靈敏度。設(shè)備應(yīng)承受至少2個(gè)大氣壓的絕對(duì)氦氣壓力。如果選定的停留時(shí)間(t2)大于60分鐘，則應(yīng)繪制曲線圖以確定Rvalue，該R1value應(yīng)確保與選定的總泄漏測(cè)試條件重疊。所選值，結(jié)合待測(cè)器件封裝的內(nèi)部容積值和最大等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率(L)限值(如下所示或適用采購(gòu)文件中規(guī)定)，應(yīng)使用以下公式計(jì)算測(cè)量泄漏率(R1)限值:地點(diǎn):R1=示蹤氣體通過泄漏量測(cè)得的泄漏率(He)，單位為atm-cc/s(He)。L=以atm-cc/s(空氣)為單位的等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率。Pe=暴露在大氣中的絕對(duì)壓力。Po=以絕對(duì)大氣壓為單位的大氣壓力。(1)MA=空氣中的分子量，單位為克。(28.7)=示蹤氣體的分子量(He)，單位為克。(4)t1=暴露于Pe的時(shí)間，單位為秒。t2=釋放壓力到檢測(cè)泄漏之間的停留時(shí)間，單位為秒。v=器件封裝腔體內(nèi)部自由體積，單位為立方厘米。試驗(yàn)方法A109-a(對(duì)試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第5頁(yè)4.1.1試驗(yàn)條件A1,A2(附)4.1.1.4故障標(biāo)準(zhǔn)除非另有規(guī)定，如果等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率(L)超過5x10-8atm-cc/s(空氣)，則內(nèi)腔容積為0.01cc或更小的器件應(yīng)被拒絕。如果等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率(L)超過1x10-7atm-cc/s(空氣)，則內(nèi)腔容積大于0.01cc且等于或小于0.5cc的器件應(yīng)被拒絕。4.2試驗(yàn)條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗(yàn)4.2.1激活參數(shù)活化壓力和浸泡時(shí)間按下式確定:地點(diǎn):QS=待測(cè)設(shè)備允許的最大計(jì)算泄漏率，單位為atm-cc/sKr。=如果設(shè)備泄漏率完全等于QS，激活后每分鐘高于環(huán)境背景的次數(shù)。這是計(jì)數(shù)設(shè)備和組件的背景以上的拒絕計(jì)數(shù)，如果它已經(jīng)通過了事先的放射性泄漏測(cè)試。=活化系統(tǒng)中氪-85示蹤氣體的比活度，單位為每大氣立方厘米微居里。=閃爍晶體的總計(jì)數(shù)效率，單位為氪-85在被評(píng)估的特定組分內(nèi)部空隙中的每微居里每分鐘計(jì)數(shù)數(shù)。這一因素取決于閃爍晶體的組件配置和尺寸。計(jì)數(shù)效率應(yīng)按照4.2.2確定。代=Pe2-Pi2，其中Pise為活化壓力的絕對(duì)大氣壓，Pisi為設(shè)備原始內(nèi)部壓力的絕對(duì)大氣壓?；罨瘔毫?P)可以e根據(jù)規(guī)范確定，或者如果已經(jīng)確定了方便的浸泡時(shí)間(T)，則可以e調(diào)整活化壓力(P)以滿足式(1)。=換算系數(shù)，每小時(shí)3600秒。:式(1)的完整版本在分子中包含一個(gè)因子[Po2-?P]2，它是海平面以上海拔的校正因子。Piso在試驗(yàn)站的實(shí)際壓力與海平面壓力之間以大氣壓表示的海平面壓力。為了本試驗(yàn)方法的目的，這個(gè)因素被去掉了。試驗(yàn)方法A109-a(對(duì)試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第6頁(yè)4.2試驗(yàn)條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗(yàn)(附)4.2.2計(jì)數(shù)效率(k)的測(cè)定式(1)的計(jì)數(shù)效率(k)應(yīng)按下式確定:1)將待測(cè)裝置類型的5個(gè)代表性單位制成表格，用已知體積和已知氪-85示蹤氣體比活度的表格回填裝置內(nèi)部空隙，并將表格密封。2)每分鐘的計(jì)數(shù)應(yīng)直接在讀取裝置的計(jì)數(shù)站的屏蔽閃爍晶體中讀取。從這個(gè)數(shù)值出發(fā)，計(jì)算計(jì)數(shù)效率，以每微居里每分鐘的計(jì)數(shù)數(shù)為單位。4.2.3表面吸附的評(píng)價(jià)所有由玻璃、金屬和陶瓷或其組合組成的裝置封裝，包括涂層和外部密封劑，在確定泄漏測(cè)試參數(shù)之前，應(yīng)評(píng)估氪-85的表面吸附。可疑材料的代表性樣品應(yīng)按照4.2.1中規(guī)定的為設(shè)備配置建立的預(yù)定壓力和時(shí)間條件進(jìn)行測(cè)試。然后每10分鐘對(duì)樣品進(jìn)行計(jì)數(shù)，并記錄計(jì)數(shù)率，直到計(jì)數(shù)率隨時(shí)間漸近(這是表面吸附不再成為問題的時(shí)間點(diǎn))。這個(gè)時(shí)間間隔應(yīng)被記錄下來(lái)，并確定4.2.4中規(guī)定的“等待時(shí)間”。4.2.4過程設(shè)備應(yīng)放置在放射性示蹤氣體活化罐中?；罨铱刹糠痔畛涠栊晕镔|(zhì)，以減少泵送時(shí)間。罐內(nèi)的真空度應(yīng)達(dá)到0.5托。設(shè)備應(yīng)承受氪-85/干氮混合物至少2個(gè)大氣壓的絕對(duì)壓力至少12分鐘。實(shí)際壓力和密封時(shí)間應(yīng)根據(jù)4.2.1確定。每分鐘計(jì)數(shù)的R值應(yīng)不低于背景以上600。氪-85/干氮?dú)饣旌衔飸?yīng)抽真空貯存，直至活化罐中存在0.5托爾真空。這一疏散應(yīng)在最多3分鐘內(nèi)完成。激活罐應(yīng)回填空氣(洗氣)。設(shè)備應(yīng)從活化罐中取出，并在氣體暴露后1小時(shí)內(nèi)用配備閃爍晶體的計(jì)數(shù)站進(jìn)行泄漏測(cè)試。不符合2.3要求的器件封裝可以在沒有“等待時(shí)間”的情況下進(jìn)行測(cè)試。從加壓中取出進(jìn)行泄漏試驗(yàn)的裝置數(shù)量應(yīng)加以限制，使最后一個(gè)裝置的試驗(yàn)?zāi)茉?小時(shí)內(nèi)完成。元件的實(shí)際泄漏率應(yīng)按下列公式計(jì)算:(實(shí)際讀數(shù)為每分鐘計(jì)數(shù))?QSRQ=地點(diǎn):=實(shí)際泄漏率，單位為atm-cc/s,QS和R定義見4.2.1。測(cè)試方法A109-a(對(duì)測(cè)試方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第7頁(yè)4.2試驗(yàn)條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗(yàn)(附)4.2.5失效準(zhǔn)則除非另有規(guī)定，泄漏率等于或大于5×10-8atm-cc/s(計(jì)算Q)的設(shè)備應(yīng)被認(rèn)為是故障。4.2.6人員注意事項(xiàng)聯(lián)邦、一些州和地方政府規(guī)定，擁有和使用氪-85泄漏測(cè)試設(shè)備需要許可證。在使用放射性氣體時(shí)，應(yīng)遵守這些規(guī)定及其法律規(guī)定的最大允許暴露和容忍水平。4.3試驗(yàn)條件C-全氟化碳?xì)馀菘傂孤?.3.1過程1)設(shè)備應(yīng)放置在真空/壓力室中，壓力降至5托，并保持至少30分鐘，但對(duì)于內(nèi)部容積>0.1cc的設(shè)備，可以省略此真空循環(huán)。2)應(yīng)允許足夠量的檢測(cè)流體覆蓋設(shè)備。當(dāng)進(jìn)行真空循環(huán)時(shí)，流體應(yīng)在一小時(shí)周期后進(jìn)入，但在打破真空之前。3)然后應(yīng)將壓力增加到60+15/-0psig，持續(xù)時(shí)間至少為2小時(shí)。對(duì)于內(nèi)腔容積小于0.05cc的設(shè)備，可接受的替代條件是壓力為75+5/-0psig，持續(xù)至少1小時(shí)。對(duì)于內(nèi)腔容積>0.1cc的器件，如果封裝不能承受60+15/-0psig，則壓力應(yīng)降至30+15/-0psig(如果忽略真空循環(huán)，則壓力應(yīng)降至45+5/-0psig)并保持至少10小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。壓力持續(xù)時(shí)間(小評(píng)論時(shí))psiapsig1530.N/A注130.4523.5注24560860754759029010511051200.51注2適用于不能承受60psig且需要預(yù)處理的模塊。對(duì)于不能承受60psig且不需要預(yù)處理的模塊。4)在此時(shí)間結(jié)束時(shí)，應(yīng)釋放壓力，將裝置從壓力室中取出，并持續(xù)浸入檢測(cè)器液浴中。當(dāng)裝置從浴槽中取出時(shí)，應(yīng)在浸入指示液之前在空氣中干燥2+/-1分鐘，保持在125oC+/-5oC。試驗(yàn)方法A109-a(對(duì)試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第8頁(yè)4.3試驗(yàn)條件C-全氟化碳?xì)馀菘傂孤?受控)4.3.1程序(附)5)裝置的最上端浸沒在指示液表面以下至少2英寸的深度，每次一個(gè)，或以這樣一種配置，即可以清楚地觀察到來(lái)自一組被觀察裝置中的單個(gè)氣泡的發(fā)生和來(lái)源。6)該裝置應(yīng)在光源照射下，通過放大鏡在暗淡、無(wú)反射的黑色背景下觀察，從浸入的那一刻起，直到30秒的最小觀察時(shí)間結(jié)束，除非之前被拒絕。4.3.2失效標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)確定的氣泡流或兩個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)自同一點(diǎn)的大氣泡應(yīng)是不合格的原因。4.3.3的預(yù)防措施進(jìn)行全氟碳總泄漏試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):1)全氟碳化合物在使用前應(yīng)通過能夠去除大于1微米顆粒的過濾系統(tǒng)進(jìn)行過濾。允許進(jìn)行批量過濾和儲(chǔ)存。液體在使用過程中積累了可觀察到的大量顆粒物，應(yīng)丟棄或過濾回收再利用。應(yīng)當(dāng)采取預(yù)防措施，防止污染。2)觀察容器應(yīng)裝滿，以確保設(shè)備的覆蓋范圍至少為2英寸。3)待測(cè)設(shè)備表面應(yīng)無(wú)異物，包括保形涂層和任何可能導(dǎo)致錯(cuò)誤測(cè)試結(jié)果的標(biāo)記。4)能夠在空氣中產(chǎn)生至少15,000英尺蠟燭的光源，其距離等于浴池中最遠(yuǎn)的設(shè)備與光源的距離。光源不需要校準(zhǔn)，但應(yīng)驗(yàn)證觀察點(diǎn)(即在觀察氣泡時(shí)被測(cè)設(shè)備所在的位置)的光照水平。5)測(cè)試大包裝時(shí)，應(yīng)采取預(yù)防措施，防止因包裝破裂或彈液劇烈演化而傷及操作人員。試驗(yàn)方法A109-a(試驗(yàn)方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22-A109-A第9頁(yè)4.4全氟碳蒸汽檢測(cè)總泄漏4.4.1的過程設(shè)備應(yīng)放置在真空/壓力室中，壓力降至5托，并保持至少30分鐘。應(yīng)允許足夠數(shù)量的檢測(cè)流體進(jìn)入壓力室以覆蓋設(shè)備。流體應(yīng)在最小真空時(shí)間30分鐘之后進(jìn)入，但在打破真空之前。然后將設(shè)備加壓至最75psig。壓力應(yīng)保持至少30分鐘。如果設(shè)備不能承受75psig的最低測(cè)試壓力，則可將壓力降至30psig的最低測(cè)試壓力，并保持壓力至少2.5小時(shí)。如果設(shè)備不能承受30psig的測(cè)試壓力，則可以將壓力降至最低15psig，并保持最低12.5小時(shí)。在加壓期結(jié)束后，應(yīng)釋放壓力，將設(shè)備從壓力室中取出，而不能從檢測(cè)器液浴中取出超過20秒，然后將其保留在氟碳液浴中。當(dāng)裝置從流體中取出時(shí)，在測(cè)試周期開始前，應(yīng)將其風(fēng)干至少20秒，最多5分鐘。然后用按2.4(4)和2.4(5)校