JEDEC JESD22-A109 測試方法 密封性

JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A測試方法a109密封性(摘自JEDEC董事會投票，JCB-01-01，在JC-14.1封裝器件可靠性測試方法小組委員會的認(rèn)可下制定。)1范圍本試驗的目的是確定密封固態(tài)器件的密封效果。密封試驗被認(rèn)為是非破壞性的。它們旨在用于100%篩選，批量驗收，產(chǎn)品監(jiān)控或適用的合格測試。密封試驗也可作為其他環(huán)境耐久性試驗的終點。術(shù)語和定義測量泄漏率:測量泄漏率的定義是在規(guī)定條件下使用規(guī)定的測試介質(zhì)測量給定包裝的泄漏率。測量泄漏率應(yīng)以大氣立方厘米每秒(atm-cc/s)為單位表示。3設(shè)備3.1試驗條件A-氦細(xì)泄漏試驗所需的設(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及以上的測量氦氣泄漏率。用于泄漏測量的室的體積應(yīng)保持在最小的實際，因為該室的體積對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。試驗方法A109-a(對試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第2頁3儀器(附)3.2試驗條件B-放射性同位素細(xì)泄漏試驗用于該試驗的設(shè)備應(yīng)包括:1)放射性示蹤氣體激活控制臺。由閃爍晶體、光電倍增管、前置放大器、速率計和氪-85標(biāo)準(zhǔn)品組成的計數(shù)設(shè)備。計數(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。計數(shù)站應(yīng)具有與氪-85泄漏率10-9atm-cc/s相對應(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)至少每月測定一次。3.3試驗條件C-全氟碳?xì)馀菘傂孤┯糜谠撛囼灥脑O(shè)備應(yīng)包括:1)真空/壓力室，用于對設(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。2)一個合適的觀察容器，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從設(shè)備發(fā)出的氣泡。4)全氟化碳檢測液的來源，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)驗證觀察點(即在觀察氣泡時被測設(shè)備所在的位置)的光照水平。6)合適的校準(zhǔn)儀器，以表明測試溫度、壓力和時間符合規(guī)定。7)在指示液中固定裝置的合適夾具。測試方法A109-a(測試方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第3頁3器械(附)3.4試驗條件D-全氟碳蒸汽檢測總泄漏試驗設(shè)備應(yīng)包括:1)真空/壓力室，用于對設(shè)備進(jìn)行高達(dá)75psig的疏散和隨后的壓力轟炸，最長可達(dá)12.5小時。2)全氟碳檢測液的來源。3)合適的校準(zhǔn)儀器，以表明測試溫度，壓力和時間是指定的。4)全氟碳蒸氣檢測系統(tǒng)，能夠檢測相當(dāng)于0.28mg全氟碳的蒸氣量。5)蒸汽探測器的校準(zhǔn)源。根據(jù)制造商的說明，每個工作班至少校準(zhǔn)一次蒸汽檢測器。4程序細(xì)泄漏試驗和粗泄漏試驗應(yīng)按規(guī)定試驗條件的要求和程序進(jìn)行。試驗順序為細(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，暴露時間和停留時間條件，前提是它們滿足所適用的泄漏率，壓力，時間關(guān)系，并且在任何情況下都施加不低于30psia的炸彈壓力。4.1試驗條件A-氦氣細(xì)泄漏4.1.1試驗條件A1、A2試驗條件A1是一種“固定”方法，按表1規(guī)定條件，將確保檢測所需測量泄漏率(R1)所需的試驗靈敏度，試驗條件A2是一種“靈活”方法，允許根據(jù)4.1.1.3公式的試驗條件方差，在預(yù)定泄漏率(R1)下檢測指定的等效標(biāo)準(zhǔn)泄漏率(L)。4.1.1.1試驗條件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)定的時間和壓力對其加壓。然后釋放壓力，將每個樣品轉(zhuǎn)移到另一個與疏散系統(tǒng)和質(zhì)譜型檢漏儀相連的室中。當(dāng)真空室被抽離時，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量的泄漏率(R1)。(從加壓中移出進(jìn)行泄漏測試的設(shè)備數(shù)量應(yīng)限制在最后一個設(shè)備的測試可以在測試條件A1的60分鐘內(nèi)完成，或在測試條件A2的選定停留時間2值t內(nèi)完成)。試驗方法A109-a(對試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第4頁4.1.1試驗條件A1,A2(附)4.1.1.2試驗條件A1-固定方法設(shè)備應(yīng)使用表1中對被測封裝的內(nèi)部腔體積規(guī)定的適當(dāng)條件進(jìn)行測試。該時間為1承受壓力的時間，該時間為2釋放壓力后允許的最大時間，然后應(yīng)讀取該設(shè)備。如果采購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間(h)最大停留時(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試驗條件A2-靈活的方法應(yīng)選擇彈壓暴露時間和停留時間的值，使被測設(shè)備(如果有缺陷)獲得的實際測量示蹤氣體泄漏率(R1)讀數(shù)大于質(zhì)譜儀的最小檢測靈敏度。設(shè)備應(yīng)承受至少2個大氣壓的絕對氦氣壓力。如果選定的停留時間(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試條件重疊。所選值，結(jié)合待測器件封裝的內(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文件中規(guī)定)，應(yīng)使用以下公式計算測量泄漏率(R1)限值:地點:R1=示蹤氣體通過泄漏量測得的泄漏率(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壓力。Po=以絕對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的時間，單位為秒。t2=釋放壓力到檢測泄漏之間的停留時間，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。試驗方法A109-a(對試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第5頁4.1.1試驗條件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試驗條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗4.2.1激活參數(shù)活化壓力和浸泡時間按下式確定:地點:QS=待測設(shè)備允許的最大計算泄漏率，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)。這是計數(shù)設(shè)備和組件的背景以上的拒絕計數(shù)，如果它已經(jīng)通過了事先的放射性泄漏測試。=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。=閃爍晶體的總計數(shù)效率，單位為氪-85在被評估的特定組分內(nèi)部空隙中的每微居里每分鐘計數(shù)數(shù)。這一因素取決于閃爍晶體的組件配置和尺寸。計數(shù)效率應(yīng)按照4.2.2確定。代=Pe2-Pi2，其中Pise為活化壓力的絕對大氣壓，Pisi為設(shè)備原始內(nèi)部壓力的絕對大氣壓?；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3600秒。:式(1)的完整版本在分子中包含一個因子[Po2-?P]2，它是海平面以上海拔的校正因子。Piso在試驗站的實際壓力與海平面壓力之間以大氣壓表示的海平面壓力。為了本試驗方法的目的，這個因素被去掉了。試驗方法A109-a(對試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第6頁4.2試驗條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗(附)4.2.2計數(shù)效率(k)的測定式(1)的計數(shù)效率(k)應(yīng)按下式確定:1)將待測裝置類型的5個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)每分鐘的計數(shù)應(yīng)直接在讀取裝置的計數(shù)站的屏蔽閃爍晶體中讀取。從這個數(shù)值出發(fā)，計算計數(shù)效率，以每微居里每分鐘的計數(shù)數(shù)為單位。4.2.3表面吸附的評價所有由玻璃、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，在確定泄漏測試參數(shù)之前，應(yīng)評估氪-85的表面吸附?？梢刹牧系拇硇詷悠窇?yīng)按照4.2.1中規(guī)定的為設(shè)備配置建立的預(yù)定壓力和時間條件進(jìn)行測試。然后每10分鐘對樣品進(jìn)行計數(shù)，并記錄計數(shù)率，直到計數(shù)率隨時間漸近(這是表面吸附不再成為問題的時間點)。這個時間間隔應(yīng)被記錄下來，并確定4.2.4中規(guī)定的“等待時間”。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個大氣壓的絕對壓力至少12分鐘。實際壓力和密封時間應(yīng)根據(jù)4.2.1確定。每分鐘計數(shù)的R值應(yīng)不低于背景以上600。氪-85/干氮氣混合物應(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小時內(nèi)用配備閃爍晶體的計數(shù)站進(jìn)行泄漏測試。不符合2.3要求的器件封裝可以在沒有“等待時間”的情況下進(jìn)行測試。從加壓中取出進(jìn)行泄漏試驗的裝置數(shù)量應(yīng)加以限制，使最后一個裝置的試驗?zāi)茉?小時內(nèi)完成。元件的實際泄漏率應(yīng)按下列公式計算:(實際讀數(shù)為每分鐘計數(shù))?QSRQ=地點:=實際泄漏率，單位為atm-cc/s,QS和R定義見4.2.1。測試方法A109-a(對測試方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第7頁4.2試驗條件B-放射性同位素精細(xì)泄漏試驗(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(計算Q)的設(shè)備應(yīng)被認(rèn)為是故障。4.2.6人員注意事項聯(lián)邦、一些州和地方政府規(guī)定，擁有和使用氪-85泄漏測試設(shè)備需要許可證。在使用放射性氣體時，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)允許足夠量的檢測流體覆蓋設(shè)備。當(dāng)進(jìn)行真空循環(huán)時，流體應(yīng)在一小時周期后進(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)時間至少為2小時。對于內(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。對于內(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小時的持續(xù)時間。壓力持續(xù)時間(小評論時)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。對于不能承受60psig且不需要預(yù)處理的模塊。4)在此時間結(jié)束時，應(yīng)釋放壓力，將裝置從壓力室中取出，并持續(xù)浸入檢測器液浴中。當(dāng)裝置從浴槽中取出時，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。試驗方法A109-a(對試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第8頁4.3試驗條件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，或以這樣一種配置，即可以清楚地觀察到來自一組被觀察裝置中的單個氣泡的發(fā)生和來源。6)該裝置應(yīng)在光源照射下，通過放大鏡在暗淡、無反射的黑色背景下觀察，從浸入的那一刻起，直到30秒的最小觀察時間結(jié)束，除非之前被拒絕。4.3.2失效標(biāo)準(zhǔn)一個確定的氣泡流或兩個或兩個以上來自同一點的大氣泡應(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時應(yīng)注意以下事項: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)待測設(shè)備表面應(yīng)無異物，包括保形涂層和任何可能導(dǎo)致錯誤測試結(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)驗證觀察點(即在觀察氣泡時被測設(shè)備所在的位置)的光照水平。5)測試大包裝時，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。試驗方法A109-a(試驗方法A109的修訂)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)號22-A109-A第9頁4.4全氟碳蒸汽檢測總泄漏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)量的檢測流體進(jìn)入壓力室以覆蓋設(shè)備。流體應(yīng)在最小真空時間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的最低測試壓力，則可將壓力降至30psig的最低測試壓力，并保持壓力至少2.5小時。如果設(shè)備不能承受30psig的測試壓力，則可以將壓力降至最低15psig，并保持最低12.5小時。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，在測試周期開始前，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